estados de compactação de dois latossolos sob plantio direto e

UFSM

Tese de Doutorado

ESTADOS DE COMPACTAÇÃO E SUAS IMPLICAÇÕES NO COMPORTAMENTO MECÂNICO E NA PRODUTIVIDADE DE

CULTURAS EM DOIS LATOSSOLOS SOB PLANTIO DIRETO

Deonir Secco

Santa Maria, RS, Brasil 2003

ii

ESTADOS DE COMPACTAÇÃO E SUAS IMPLICAÇÕES NO COMPORTAMENTO MECÂNICO E NA PRODUTIVIDADE DE CULTURAS EM DOIS LATOSSOLOS SOB PLANTIO DIRETO

_________________________________________ por

Deonir Secco

Tese apresentada ao Curso de Doutorado do Programa de Pós-

Graduação em Agronomia, Área de Concentração em Biodinâmica de Solos, da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM, RS), como

requisito parcial para obtenção do grau de

DOUTOR EM AGRONOMIA

PPGA

Santa Maria, RS, Brasil

2003

iii

Universidade Federal de Santa Maria Centro de Ciências Rurais

Programa de Pós-Graduação em Agronomia

A Comissão Examinadora, abaixo assinada,

aprova a Tese de Doutorado

ESTADOS DE COMPACTAÇÃO E SUAS

IMPLICAÇÕES NO COMPORTAMENTO MECÂNICO E NA PRODUTIVIDADE DE CULTURAS EM DOIS LATOSSOLOS

SOB PLANTIO DIRETO elaborada por

Deonir Secco

como requisito parcial para obtenção do grau de DOUTOR EM AGRONOMIA

COMISSÃO EXAMINADORA:

PhD. Dalvan José Reinert (Presidente/Orientador)

Dr. Joaquim Odilon Pereira

PhD. José Miguel Reichert

PhD. Reimar Carlesso

Dr. Renato Levien

iv

Dedico a memória de meu pai, Ângelo Amélio Secco, um exemplo a ser seguido, e a minha família (Jana, Adriel e Nayanni).

v

AGRADECIMENTOS À Universidade Federal de Santa Maria e ao Programa de Pós-Graduação

em Agronomia, pela oportunidade oferecida.

À Universidade de Cruz Alta, pela liberação parcial de minhas atividades

docentes para realização deste curso.

À Universidade Estadual do Oeste do Paraná-UNIOESTE, pelo apoio e

compreensão durante a fase de conclusão deste trabalho.

Aos professores Engenheiros Agrônomos PhD Reimar Carlesso, Dr.

Alessandro Dal’ Col Lúcio, PhD José Miguel Reichert e Dr. José Mário Dolleis

França pelos ensinamentos e sugestões.

Em especial ao professor Engenheiro Agrônomo PhD Dalvan José Reinert

pela orientação, ensinamentos e amizade durante a realização deste trabalho.

Aos membros da banca examinadora, pelas sugestões e considerações;

Ao Engenheiro Agrônomo Ulfried Arns e ao proprietário rural Sr Arnaldo

Yank, pela cedência das áreas experimentais e apoio na implantação das culturas.

Aos funcionários do departamento de solos, em especial ao Flavio

Fontinelli, pela amizade e sugestões, pelo chimarrão e auxílio nos trabalhos de

campo.

Aos colegas do curso pela convivência e companheirismo, em especial ao

Vanderlei Rodrigues da Silva, Silvio Aymone Genro Junior, Claudir José Basso,

Sergio Luiz de Oliveira Machado, Luciano Golpo Gatiboni, Carlos Porto, Carlos

Alberto Flores, João Alfredo Braida, Gilberto Collares e Clóvis Orlando Da Ros.

Aos bolsistas do laboratório de física do solo, Raquel Bastos Rubin, Letícia

Sequinatto, Douglas Kaiser, Marcelo Kunz, e em especial a Fernando Perobelli

Ferreira, pelo auxílio na execução dos trabalhos de campo e laboratório.

Em especial a minha família que me incentivou nos momentos de

dificuldade e que abdicaram dos momentos de lazer e convivência diária

possibilitando a realização deste trabalho.

À todos demais colegas e professores aqui não lembrados.

À Deus por existir e pela saúde.

Muito obrigado a todos, que Deus ilumine seus caminhos.

vi

SUMÁRIO

RESUMO................................................................................................................ ix

ABSTRACT............................................................................................................. xi

LISTA DE FIGURAS............................................................................................... xix

LISTA DE TABELAS............................................................................................... xiii

1. INTRODUÇÃO.................................................................................................... 1

2. REVISÃO DE LITERATURA.............................................................................. 4

2.1. Sistema plantio direto e compactação do solo................................................ 4

2.2. Estado de compactação do solo e crescimento das plantas........................... 5

2.3. Atributos físico-mecânicos para avaliar a compactação do solo..................... 7

2.3.1. Densidade do solo........................................................................................ 7

2.3.2. Resistência do solo à penetração................................................................. 10

2.3.3. Compressibilidade do solo............................................................................ 11

2.3.3.1. Fundamentos teóricos............................................................................... 11

2.3.3.2. Fundamentos práticos............................................................................... 15

2.3.3.3. Tensões impostas por máquinas agrícolas............................................... 17

2.3.4. Resistência ao cisalhamento direto.............................................................. 18

2.3.4.1 Fundamentos teóricos................................................................................ 18

2.3.4.2 Fundamentos práticos................................................................................ 23

3. MATERIAL E MÉTODOS................................................................................... 25

3.1. Características gerais das áreas de estudo.................................................... 25

3.2. Solos e clima................................................................................................... 25

3.3. Tratamentos .................................................................................................... 26

3.4. Determinações................................................................................................. 29

3.4.1. Atributos físicos e químicos avaliados.......................................................... 29

3.4.2. Ensaio de compressão uniaxial.................................................................... 30

3.4.3. Resistência do solo à penetração................................................................. 32

3.4.4. Resistência ao cisalhamento direto.............................................................. 33

vii

3.4.5 Produtividade das culturas............................................................................ 35

3.5. Análise estatística............................................................................................ 36

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO.......................................................................... 37

4.1. Densidade do solo........................................................................................... 37

4.1.1 Densidade do solo no Latossolo Vermelho (LV)........................................... 37

4.1.2 Densidade do solo no Latossolo Vermelho dsitroférrico (LVd)...................... 38

4.2. Resistência do solo à penetração.................................................................... 39

4.2.1 Resistência do solo à penetração no LV....................................................... 39

4.2.2 Resistência do solo à penetração no LVd..................................................... 42

4.3. Parâmetros de compressibilidade do solo influenciados pelo estado inicial

de compactação e grau de saturação em água..................................................... 45

4.3.1Pressão de preconsolidação no LV (σp)........................................................ 45

4.3.2 Índice de compressão no LV (Cc)................................................................. 49

4.3.3 Distribuição da σp e do índice Cc por classes de densidade e graus de

saturação inicial de umidade para o LV.................................................................. 52

4.3.4 Pressão de preconsolidação no LVd............................................................ 53

4.3.5 Índice de compressão no LVd...................................................................... 55


saturação inicial de umidade para o LVd................................................................ 58

4.3.7 Estudo comparativo dos parâmetros de compressibilidade entre o LV e o

LVd......................................................................................................................... 59

4.3.7.1 Pressão de preconsolidação do solo.......................................................... 59

4.3.7.2 Índice de compressão................................................................................. 61

4.3.8 Parâmetros de cisalhamento do solo influenciados pelo estado inicial de

compactação e grau de saturação de água........................................................... 63

4.3.8.1Coesão no LV (C)...................................................................................... 63

viii

4.3.8.2 Ângulo de atrito interno no LV ( φ )............................................................. 65

4.3.8.3 Coesão no LVd .......................................................................................... 66

4.3.8.4 Ângulo de atrito interno no LVd.................................................................. 67

4.4.6. Estudo comparativo dos parâmetros de cisalhamento entre o LV e o

LVd......................................................................................................................... 68

4.4.6.1 Coesão do solo........................................................................................... 68

4.4.6.2 Ângulo e atrito interno do solo.................................................................... 70

4.4.7. Correlações ................................................................................................. 71

4.4.7.1 Parâmetros de compressibilidade e cisalhamento do LV e LVd................ 72

4.4.8 Regressões - Compressibilidade................................................................... 75

4.4.9 Regressões - Cisalhamento.......................................................................... 79

4.5. Efeito dos estados de compactação do solo sobre o rendimento das

culturas do trigo, soja e milho................................................................................. 82

4.5.1 Cultura do trigo.............................................................................................. 82

4.5.2 Cultura da soja.............................................................................................. 84

4.5.3 Cultura do milho............................................................................................. 85

5. CONCLUSÕES................................................................................................... 87

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................... 89

7. ANEXOS............................................................................................................. 100

ix

RESUMO

ESTADOS DE COMPACTAÇÃO E SUAS IMPLICAÇÕES NO COMPORTAMENTO MECÂNICO E NA PRODUTIVIDADE DE CULTURAS EM DOIS LATOSSOLOS SOB PLANTIO DIRETO

Autor: Deonir Secco Orientador: Dalvan José Reinert

Melhorar e preservar a qualidade estrutural do solo em áreas manejadas

sob o sistema plantio direto, principalmente em solos de textura argilosa, é de

fundamental importância quando almejamos maiores produtividades e

preservação ambiental. Neste trabalho determinou-se a densidade (Ds), a

resistência à penetração (Rs), a pressão de preconsolidação (σp), o índice de

compressão (Cc), a coesão (C), o ângulo de atrito interno (Φ) e o rendimento de

grãos das culturas do trigo, soja e milho, em três estados de compactação em um

Latossolo Vermelho Distrófico típico-LV (550 g kg-1 de argila) e em um Latossolo

Vermelho Distroférrico típico-LVd (610 g kg-1 de argila), na região do planalto

médio do Rio Grande do Sul. Os maiores valores de Ds e Rs, em ambos os

Latossolos, ocorreram na profundidade de 0,07-0,12 m. Os parâmetros de

compressibilidade e de cisalhamento direto do solo foram influenciados pelos

estados de compactação. Os níveis de compactação proporcionaram aumentos de

Ds, de Rs e de C, que conferiram aos dois Latossolos incrementos da σp e

redução do índice Cc. O Φ não variou com a Ds ou com a umidade do solo e

mostrou ser mais afetado pelo conteúdo de argila do solo. Quando o grau de

saturação inicial (Gsi) foi inferior a 60% a Ds apresentou maior relação com a

compressibilidade e, quando o Gsi foi superior a 60 %, o grau de saturação em

água explicou melhor o comportamento compressivo nos dois Latossolos. A maior

susceptibilidade à compactação ocorreu quando o Gsi foi de 58% para o LV e 65

% para o LVd. A maior capacidade suporte ocorreu quando o grau de saturação

x

em água no início dos testes foi semelhante ou inferior a 40%, nos dois

Latossolos. A cultura do trigo foi suscetível aos níveis de compactação existentes

onde o maior estado de compactação proporcionou produtividade 18,35 % e 34,05

% menor em relação ao menor estado de compactação no LV e LVd,

respectivamente. Os níveis de compactação do solo existentes nos dois

Latossolos não promoveram decréscimos de produção na cultura da soja. Na

cultura do milho, somente no LVd os níveis de compactação existentes

promoveram decréscimo de produção, onde o maior estado de compactação

proporcionou produtividade 24,31 % menor em relação ao menor estado de

compactação.

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA

Autor: Deonir Secco

Orientador: Dalvan José Reinert

Título: Estados de compactação e suas implicações no comportamento mecânico

e na produtividade de culturas em dois Latossolos sob plantio direto.

Tese de Doutorado em Agronomia

Santa Maria, 06 fevereiro de 2003.

xi

ABSTRACT

STATES OF COMPACTION AND THEIR IMPLICATIONS ON

MECHANICAL BEHAVIOR AND CROP PRODUCTIVITY OF TWO

HAPLORTOX UNDER NO TILLAGE Author: Deonir Secco Adviser: Dalvan José Reinert

To improve and to preserve the soil structural quality in areas under the no-

tillage systems, especially in clayey soils, it is of fundamental importance to have

larger productivities and environmental preservation. In this work it was evaluated

bulk density (Ds), soil resistance to penetration (Rs), preconsolidation pressure

(σp), compression index (Cc), cohesion (C), angle of internal friction (Φ) and yield

of wheat, soybean and corn, in an Oxisol-LV (550 g clay kg-1) and in an Haplortox-

LVd (610 g clay kg-1) with three states of compaction in the area of the medium

plateau of Rio Grande do Sul, Brazil. The largest values of Ds and Rs, in both

soils, happened in the depth of 0,07-0,12 m. The compressibility parameters and

shear strength were affected by the states of compaction. The compacting levels

provided increase of Ds, of Rs and of C, that caused increment of σp and reduction

of the index Cc, for both Oxisols. Φ didn't vary with Ds or with the soil moisture and

it showed to be more affected by soil clay content. When the initial saturation of

water (Gsi) was smaller than 60%, Ds presented larger relationship with the

compressibility and, when Gsi was greater than 60%, initial saturation of water

explained the compressive behavior better. The largest compaction susceptibility

xii

happened when Gsi was around 58% to LV and 65% for LVd. The higher soil bear

capacity ocurred for initial water saturation smaller than 40%, for both Oxisols. The

states of compaction affected the wheat yield, where the largest state of

compaction provided productivity 18% and 34% smaller than the smallest state of

compaction, respectively, for LV and LVd. The levels of soil compaction for the two

soils didn't promote production decreases in soybean yield. However, the largest

state of compaction provided corn productivity 24% smaller as related to the

smallest compacting state for the LVd soil, which is a clayey soil.

FEDERAL UNIVERSITY OF SANTA MARIA

GRADUATE PROGRAM IN AGRONOMY

Author: Deonir Secco

Adviser: Dalvan José Reinert

Title: States of compaction and their implications on mechanical

behavior and crop productivity of two haplortox under no tillage. Thesis of Doctorate in Agronomy

Santa Maria, February 6, 2003.

xiii

LISTA DE TABELAS

Tabela 1. Caracterização dos estados de compactação no Latossolo

Vermelho e no Latossolo Vermelho distroférrico, em função da resistência à

penetração (Rs) e densidade do solo (Ds)....................................................... 27

Tabela 2. Atributos físicos dos solos utilizados no experimento (média de três

repetições)......................................................................................................... 29

Tabela 3. Atributos químicos dos solos utilizados no experimento (valores

médios dos três estados de compactação do solo).......................................... 30

Tabela 4. Seqüência de cultivos nas safras agrícolas 1999/2000 e 200/2001

de inverno e verão, nas áreas experimentais de Cruz Alta e de Coronel

Barros................................................................................................................ 35

Tabela 5. Valores médios de densidade (Mg m-3) de duas épocas do

Latossolo Vermelho, sob três tensões de água, estados de compactação e

profundidades. Cruz Alta, RS, 2001.................................................................. 37

Tabela 6. Valores médios de densidade (Mg m-3) de duas épocas do

Latossolo Vermelho distroférrico, sob três tensões de água, estados de

compactação e profundidades. Coronel Barros, RS, 2001............................... 38

Tabela 7. Valores médios de pressão de preconsolidação (kPa) de duas

épocas em um Latossolo Vermelho, sob três graus de saturação inicial de

água, estados de compactação e profundidades. Cruz Alta, RS, 2001............ 47

Tabela 8. Valores médios de pressão de preconsolidação (kPa) em um

Latossolo Vermelho, sob três graus de saturação inicial de água, estados de

compactação e profundidades. Cruz Alta, RS, 2001......................................... 48

xiv

Tabela 9. Valores médios do índice de compressão de duas épocas em um

Latossolo Vermelho, sob três graus de saturação inicial de água, estados de


Tabela 10. Valores médios do índice de compressão em um Latossolo

Vermelho, sob três graus de saturação inicial de água, estados de


Tabela 11. Distribuição da pressão de preconsolidação e do índice de

compressão por classes de densidade e graus de saturação inicial de água

para o Latossolo Vermelho.Cruz Alta, RS, 2001............................................... 52

Tabela 12. Valores médios de pressão de pré-consolidação (kPa) de duas

épocas em um Latossolo Vermelho distroférrico, sob três graus de saturação

inicial de água, estados de compactação e profundidades. Coronel Barros,

RS, 2001............................................................................................................ 53

Tabela 13. Valores médios de pressão de pré-consolidação (kPa) em um

Latossolo Vermelho distroférrico, sob três graus de saturação inicial de água,

estados de compactação e profundidades. Cruz Alta, RS, 2001...................... 55


Latossolo Vermelho distroférrico, sob três graus de saturação inicial de água,

estados de compactação e profundidades. Coronel Barros, RS,

2001................................................................................................................... 56

Tabela 15. Valores médios do índice de compressão em um Latossolo

Vermelho distroférrico, sob três graus de saturação inicial de água, estados

de compactação e profundidades. Coronel Barros, RS, 2001.......................... 57

xv

Tabela 16. Distribuição da pressão de preconsolidação e do índice de

compressão por classes de densidade e graus de saturação inicial de água

para o Latossolo Vermelho Distroférrico.Coronel Barros, Rs, 2001.................. 59

Tabela 17. Valores médios de pressão de pré-consolidação (kPa) de duas

épocas entre os estados de compactação EC1, EC2 e EC3 em tensões de

água para os solos LV e LVd............................................................................ 60

Tabela 18. Valores médios de índice de compressão de duas épocas entre os

estados de compactação EC1, EC2 e EC3 em tensões de água para os solos

LV e LVd............................................................................................................ 62

Tabela 19. Valores médios de coesão (kPa), de duas épocas, em um

Latossolo Vermelho, sob dois graus de saturação inicial de água, três estados

de compactação e profundidades. Cruz Alta, RS, 2001.................................... 64

Tabela 20. Valores médios de ângulo de atrito, em um Latossolo Vermelho,

sob dois graus de saturação inicial de água, três estados de compactação e

profundidades. Cruz Alta, RS, 2001.................................................................. 65

Tabela 21. Valores médios de coesão (kPa), em um Latossolo Vermelho

distroférrico, sob dois conteúdos de água, três estados de compactação e

profundidades. Coronel Barros, RS, 2001......................................................... 66

Tabela 22. Valores médios de ângulo de atrito, em um Latossolo Vermelho

distroférrico, sob dois conteúdos de água, três estados de compactação e

profundidades. Coronel Barros, RS, 2001......................................................... 68

Tabela 23. Valores médios de coesão (kPa) para os estados de compactação

EC1, EC2 e EC3 em duas tensões de água para os solos Latossolo Vermelho

e Latossolo Vermelho distroférrico.................................................................... 69

xvi

Tabela 24. Valores médios de ângulo de atrito interno para os estados de

compactação EC1, EC2 e EC3 em duas tensões de água para os solos

Latossolo Vermelho e Latossolo Vermelho distroférrico................................... 70

Tabela 25. Valores de “r” de correlações entre parâmetros de

compressibilidade (σp e Cc) e cisalhamento (C e Φ) no Latossolo Vermelho,

em três classes de graus de saturação inicial de água(Gsi). Cruz Alta, RS,

2001................................................................................................................... 72

Tabela 26. Valores de “r” de correlações para parâmetros de

compressibilidade(σp e Cc) e cisalhamento(C e Φ) no Latossolo Vermelho

distroférrico, em três classes de graus de saturação inicial de

água(Gsi).Coronel Barros, RS, 2001................................................................. 73

Tabela 27. Correlações ( r ) para parâmetros de compressibilidade(σp e Cc) e

cisalhamento(C e Φ) para os dados conjuntos do LV e LVd, em três classes

de graus de saturação inicial de água(Gsi)........................................................ 74

Tabela 28. Valores de “R2” de regressões e equações de predições para

parâmetros de compressibilidade (σp e Cc) no Latossolo Vermelho, em três

classes de graus de saturação inicial de água (Gsi). Cruz Alta, RS,

2001................................................................................................................... 76


parâmetros de compressibilidade (σp e Cc) no Latossolo Vermelho

distroférrico, em três classes de graus de saturação inicial de água (Gsi).

Coronel Barros, RS, 2001................................................................................ 77

xvii


parâmetros de compressibilidade (Cc e σp) para os dados conjuntos do LV e

LVd, em três classes de graus de saturação inicial de água

(Gsi).................................................................................................................. 78


parâmetros de cisalhamento (C e Φ) no Latossolo Vermelho, em três classes

de graus de saturação inicial de água. Cruz Alta, RS, 2001............................ 79


parâmetros de cisalhamento (C e Φ) no Latossolo Vermelho distroférrico, em

três classes de graus de saturação inicial de água. Coronel Barros, RS,

2001.................................................................................................................. 80


parâmetros de cisalhamento (C e Φ) para os dados conjuntos do LV e LVd,

em três classes de graus de saturação inicial de água.................................... 82

Tabela 34. Produtividade e produção relativa da cultura do trigo em Latossolo

Vermelho, safra 1999, em três estados de compactação no município de Cruz

Alta, RS............................................................................................................ 83


Vermelho Distroférrico, safra 2000, em três estados de compactação no

município de Coronel Barros, RS..................................................................... 83

Tabela 36. Produtividade da cultura da soja em Latossolo Vermelho, safras

1999/2000 e 2000/2001, em três estados de compactação e em área

escarificada no município de Cruz Alta, RS..................................................... 84

xviii

Tabela 37. Produtividade (Mg ha-1) e produção relativa (%) da cultura da soja

em Latossolo Vermelho distroférrico, safra 2000/2001, em três estados de

compactação e em área escarificada no município de Coronel Barros, RS.... 84

Tabela 38. Produtividade e produção relativa da cultura do milho em

Latossolo Vermelho, safra 2000/2001, em três estados de compactação e em

área escarificada no município de Cruz Alta, RS............................................. 85

Tabela 39. Produtividade e produção relativa da cultura do milho em

Latossolo Vermelho distroférrico, safra 2000/2001, em três estados de

compactação e em área escarificada no município de Coronel Barros, RS.... 86

xix

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Curva característica de compressão de um solo submetido a pressões

crescentes............................................................................................................. 13

Figura 2. Distribuição da resistência do solo à penetração, na profundidade de

7,5 cm, na área experimental do município de Cruz Alta, RS............................... 28


7,5 cm, na área experimental do município de Coronel Barros, RS....................... 28

Figura 4. Determinação dos parâmetros de cisalhamento: coesão (C) e ângulo

de atrito interno (φ).................................................................................................. 34

Figura 5. Resistência do Latossolo Vermelho sob quatro condições de água

média de 0 a 0,3 m, três estados de compactação e em área escarificada. a)

Ug=0,22 kg kg-1; b) Ug=0,23 kg kg-1; c) Ug= 0,27 kg kg-1; d) Ug=0,29 kg kg-

1.Cruz Alta, RS, 2001.............................................................................................. 40

Figura 6. Variação da resistência do solo no Latossolo Vermelho, nos três

estados de compactação e na área escarificada, sob quatro conteúdos de água.

a)EC1; b)EC2; c)EC3; d)Área escarificada. Cruz Alta, RS, 2001.......................... 41

Figura 7. Resistência do Latossolo Vermelho distroférrico sob quatro condições

de água média de 0 a 0,3 m, três estados de compactação e em área

escarificada. a) Ug=0,24 kg kg-1; b) Ug=0,26 kg kg-1; c) Ug= 0,29 kg kg-1; d)

Ug=0,31 kg kg-1. Coronel Barros, RS, 2001........................................................ 43

xx

Figura 8. Variação da resistência do solo no Latossolo Vermelho, nos três

estados de compactação e na área escarificada, sob quatro conteúdos de água.

a)EC1; b)EC2;c)EC3; d)Área escarificada. Coronel Barros, RS, 2001................. 44

xxiii

LISTA DE SÍMBOLOS

τ - tensão de cisalhamento. σ - tensão normal total. φ - ângulo de atrito interno. C - coesão do solo. e - índice de vazios. Cc - índice de compressão. σp - pressão de preconsolidação. Rs - resistência do solo. Dsi - densidade inicial do solo. Gsi - grau de saturação em água inicial. Arg - conteúdo de argila. EC - estado de compactação do solo. LV - Latossolo Vermelho Distrófico. LVd – Latossolo Vermelho Distroférrico.

xxi

LISTA DE ANEXOS

Anexo 1. Valores de “r” de correlações entre parâmetros de compressibilidade

(σp e Cc) e cisalhamento (C e Φ) no Latossolo Vermelho, nas tensões de 33 e

300 kPa. Cruz Alta, RS, 2001................................................................................ 100

Anexo 2. Valores de “r” de correlações entre parâmetros de compressibilidade

(σp e Cc) e cisalhamento (C e Φ) no Latossolo Vermelho distroférrico, nas

tensões de 33 e 300 kPa. Coronel Barros, RS, 2001............................................ 101

Anexo3. Valores de “r“ de correlações para parâmetros de compressibilidade

(σp e Cc) e cisalhamento(C e Φ) para os dados conjuntos do LV e LVd, nas

tensões de 33 e 300 kPa....................................................................................... 102

Anexo 4. Valores de “R2” de regressões e equações de predições para


classes de graus de saturação inicial de água (Gsi), obtidas com amostras

equilibradas nas tensões de 33 e 300 kPa. Cruz Alta, RS, 2001........................... 103



classes de graus de saturação inicial de água (Gsi), obtidas com amostras

equilibradas nas tensões de 33 e 300 kPa. Coronel Barros, RS,

2001....................................................................................................................... 104

xxii


parâmetros de compressibilidade (σp e Cc), para os dados conjuntos do LV e

LVd, em três classes de graus de saturação inicial de água (Gsi), obtidas com

amostras equilibradas nas tensões de 33 e 300 kPa. .......................................... 105

1. INTRODUÇÃO

As áreas cultivadas sob o sistema plantio direto vêm sendo incrementadas

gradativamente e sucessivamente, principalmente pelos produtores do sul do

Brasil. Esse sistema de manejo do solo tem apresentado resultados animadores

na contribuição para melhoria das características químicas e biológicas do solo,

assim como grande redução da erosão do solo. Entretanto quanto às

características físicas, pode-se verificar através de resultados de pesquisas, que

isso nem sempre é verdadeiro, pois de maneira geral tem ocorrido incremento na

densidade e na resistência à penetração do solo e redução da macroporosidade,

principalmente em solos de textura mais argilosa. Nestes solos, em virtude da

maior retenção de água, por apresentarem maior volume de microporos quando

comparados a solos de textura arenosa, e da forma e disposição das partículas

laminares, tem favorecido o processo de compactação dos mesmos.

A compactação devida ao sucessivo tráfego de máquinas e implementos

agrícolas impõe ao solo tensões compactantes que condicionam maior grau de

orientação de partículas, culminando no aumento da densidade do solo e na

redução do espaço poroso, principalmente os macroporos. Esse efeito é maior

quando as condições de umidade do solo estão acima do ponto de friabilidade e

próximo ao limite plástico, onde os solos são mais sensíveis à compactação. A

suscetibilidade de um solo à compactação depende de suas propriedades físico-

mecânicas, as quais são funções do tipo de solo e do conteúdo de água aliadas

ao seu estado estrutural.

As propriedades físico-mecânicas do solo como umidade, aeração,

temperatura e resistência do solo à penetração, afetam diretamente a produção

das culturas, as quais são dependentes da textura, estrutura, densidade,

característica do perfil do solo, etc. Essas propriedades são afetadas pela

compactação do solo, em maior ou menor intensidade, dependendo do nível de

compactação; na maioria das vezes, de forma negativa, restringindo o

2

desenvolvimento do sistema radicular das plantas, reduzindo a absorção de água

e nutrientes, comprometendo o pleno desenvolvimento das mesmas. O nível de

compactação atual de um determinado solo tem sido referenciado como “estado

de compactação”.

Entender a relação entre a tensão imposta por pneumáticos e deformação

sofrida pelo solo é de extrema importância quando se deseja minimizar a

degradação física do mesmo. Há a necessidade de manejar o solo visando a

melhoria das condições físicas, por outro lado, quando o solo está bem

estruturado, este se torna mais suscetível à deformação. O novo desafio é fazer

com que a pressão dos pneumáticos seja adaptada de forma a não comprometer

a estabilidade estrutural, ou seja, a tensão imposta deve ser adequada a

resistência à deformação do solo.

Uma correta adequação da pressão aplicada ao solo combinado à condição

de umidade, pode assegurar a manutenção das boas condições físicas do mesmo.

O controle das condições de umidade do solo tem sido difícil face ao curto período

de tempo, principalmente quando da instalação e colheita das culturas. A tensão

imposta ao solo está diretamente relacionada ao peso e potência dos tratores,

sendo que nas últimas três décadas tem ocorrido um acréscimo destes fatores

devido à falta de critérios técnicos no dimensionamento e seleção de máquinas e

implementos agrícolas. Já a resistência à deformação é função da resistência

interagregados e intra-agregados, além da textura e da matéria orgânica.

A curva de compressão do solo relaciona o índice de vazios ou a densidade

do solo com o logaritmo da carga aplicada sobre o solo e, a partir dela, obtém-se a

pressão de preconsolidação (parâmetro que expressa a capacidade do solo em

suportar cargas) e o índice de compressão (parâmetro indicativo da

suscetibilidade do solo à compactação). A pressão de preconsolidação determina

o valor da tensão limite entre as deformações recuperáveis (plásticas) e

irrecuperáveis ou permanentes (elásticas). Através desses parâmetros podemos

3

determinar a carga máxima capaz de ser suportada pelo solo sem que a estrutura

sofra danos irreversíveis.

Em hipótese temos: a) o sistema plantio direto induz o solo a um maior

estado de compactação aumentando a resistência do solo à penetração; b) para

cada espécie cultivada existe um estado de compactação, a partir do qual ocorre

comprometimento da produtividade; c) os parâmetros de compressibilidade e de

resistência ao cisalhamento são função da saturação do solo em água, estado

inicial da compactação e do conteúdo de argila do solo.

Deste modo, os objetivos deste trabalho foram determinar as implicações

de três estados de compactação no comportamento mecânico de dois Latossolos

e na produtividade das culturas do trigo, soja e milho sob sistema plantio direto.

2. REVISÃO DE LITERATURA 2.1 Sistema plantio direto e compactação do solo

No sistema plantio direto, a ausência de revolvimento do solo e a

manutenção de teores de umidade mais elevados em virtude da manutenção dos

resíduos culturais, aliada ao tráfego sistemático de máquinas, podem promover

compactação excessiva na superfície do solo, principalmente em solos com

elevados teores de argila. A compactação por pneumáticos pode ser superficial,

induzida pela insuflagem de ar nos pneus e subsuperficial, provocada pelo peso

por eixo (Hakansson & Voorhes, 1996; Salire et al., 1994).

A pressão provocada pelos pneumáticos de máquinas e implementos

agrícolas é o principal fator responsável pela compactação do solo quando

cultivado sob o sistema plantio direto. À medida que a superfície de contato

rodado-solo é menor e o peso por eixo é maior, as forças compressivas (tensão de

compressão) tende a compactar mais profundamente o solo. Quando a carga

aplicada for maior de 6 toneladas por eixo pode causar sérias compactações

abaixo de 40 cm. A profundidade máxima de efeito da compactação imposta por

máquinas e implementos agrícolas, independentemente do tipo de solo e do peso

da maquinaria, não excede 50 cm segundo Daniel & Maretti (1990).

A compactação do solo é um processo de densificação em que a

porosidade e a permeabilidade são reduzidas, a resistência é aumentada e muitas

mudanças são induzidas na estrutura do solo (Soane & Ouwerkerk, 1994). Pode

também ser conceituada como um processo em que há redução da porosidade

por forças compressivas aplicadas ao solo. A compactação altera as propriedades

físicas do solo, geralmente com aumento da densidade, redução na porosidade

total e na aeração (Carter, 1988). Essa compactação altera várias propriedades do

solo, notadamente aquelas relacionadas à física do solo, como a densidade do

solo, a porosidade e os parâmetros hídricos, provocando alterações indesejáveis

5

no espaço poroso do solo. Os fatores preponderantes que determinam o

comportamento dos diferentes solos quando submetidos à compactação são a

granulometria, o teor de matéria orgânica e o conteúdo de umidade do solo

(Bodman & Constantin, 1966).

As propriedades físico-mecânicas do solo como umidade, aeração,

temperatura e resistência do solo, afetam diretamente a produção das culturas, as

quais são dependentes da textura, estrutura, densidade, característica do perfil do

solo, etc. Essas propriedades são afetadas pela compactação do solo, em maior

ou menor intensidade, dependendo do nível de compactação; muitas vezes, de

forma negativa, restringindo o desenvolvimento do sistema radicular das plantas,

reduzindo a absorção de água e nutrientes, comprometendo o pleno

desenvolvimento das mesmas.

As operações agrícolas quando realizadas sem o controle da umidade do

solo, provocam aumento da área compactada do solo (Pedrotti & Dias Junior,

1996), o que pode reduzir a infiltração e conseqüentemente a disponibilidade de

água para as plantas, comprometendo a produtividade. Registros de pesquisas

têm mostrado redução de até 50 % da produtividade de culturas em solos de

textura argilosa.

2.2 Estado de compactação do solo e o crescimento das plantas

A determinação do grau da influência da compactação do solo sobre o

crescimento vegetal, baseia-se no estudo da forma e tipo de crescimento

radicular, já que qualquer alteração na resistência do solo, pode ocasionar efeitos

no crescimento destas(Taylor et al., 1966).

O crescimento do sistema radicular das culturas é afetado por diversos

fatores ambientais que influenciam o desenvolvimento da parte aérea, bem como

por fatores do solo. Dentre eles, destacam-se o impedimento mecânico, a

disponibilidade de oxigênio e nutrientes, a presença de substâncias e elementos

6

tóxicos, compactação e dilaceramento radicular, a temperatura e a umidade, e o

ataque de pragas e moléstias (Taylor & Arkin, 1981; Camargo & Alleoni, 1997).

A compactação do solo modifica o comprimento, diâmetro e distribuição das

raízes das plantas no solo (Shierlaw & Alston, 1984), que por sua vez pode

interferir no crescimento e na taxa de absorção de nutrientes (Barber et al., 1988)

e da água pelas raízes (Kuchenbuch & Barber, 1987). A distribuição espacial das

raízes tem um efeito na absorção de água, porque a absorção ocorre num raio

médio de 2cm (Tardieu, 1988). Bauder et al. (1985) afirmam que a compactação

do solo em superfície é motivada pela ausência de revolvimento do solo e a

freqüência de tráfego, principalmente de colhedoras carregadas, e que a alta

impedância mecânica resultante dessa compactação interfere no ambiente de

crescimento das raízes, reduzindo a produtividade das culturas.

O nível da água no solo é o principal fator que afeta o crescimento das

raízes das plantas (Barber et al., 1988). Makay & Barber (1985) verificaram que o

comprimento das raízes de milho aumentou de 41 para 52% quando o conteúdo

volumétrico de água foi incrementado de 0,22 para 0,27 m.m-3, mas a partir deste

teor o crescimento diminuiu. Assim, o conteúdo de água no solo afeta a relação

entre a resistência do solo à penetração e o alongamento da raiz.

Na literatura existem inúmeros relatos dos níveis de compactação do solo

cultivado sob o sistema plantio direto. Por outro lado, existem algumas dúvidas,

tais como: em que nível a compactação do solo cultivado no sistema plantio direto

influe negativamente na produção das culturas e, quais os limites críticos dos

atributos físico-mecânicos para limitar o pleno desenvolvimento das plantas. Os efeitos negativos de estados de compactação do solo no rendimento de

culturas em condições de lavoura são escassos, face a dificuldade de isolar o fator

compactação do solo. Adams & Wulfsohn (1997), trabalhando com solo franco

siltoso e franco argiloso encontraram reduções nos rendimentos de 13 % no trigo

e 7,5 % no milho, quando a densidade do solo passou de 1,07 para 1,19 Mg m-3.

McAfee et al.(1989) encontraram redução do rendimento de 30 % na cultura da

7

aveia sobre um solo de textura argilosa, sendo que a resistência do solo variou

entre 3,5 a 4,5 MPa.

2.3 Atributos físico-mecânicos para avaliar a compactação do solo

2.3.1 Densidade do solo

A densidade do solo é uma relação entre a massa de sólidos e o seu

volume e pode ser usada como medida direta do estado de compactação do solo.

É afetada por sistemas de manejo do solo que alteram o espaço poroso,

principalmente os macroporos, influindo nas propriedades físico-hídricas

importantes como a porosidade de aeração, a retenção de água no solo, a

disponibilidade de água às plantas e a resistência do solo à penetração, de acordo

com Klein(1998).

Sistemas de manejo do solo condicionam alterações diferenciadas nos

atributos físicos do solo, onde no sistema plantio direto há um maior favorecimento

do processo de compactação do solo. Alguns estudos indicam maior compactação

no sistema plantio direto em relação aos sistemas de manejo convencional e

reduzido em virtude do acúmulo de pressões impostas pelos pneumáticos de

máquinas agrícolas e do adensamento natural das partículas (Reinert, 1990; Klein,

1998).

Klein (1998), avaliando a densidade do solo em área com plantio direto

submetido a diferentes manejos em um Latossolo Vermelho Escuro distrófico, com

3 anos de plantio direto, concluiu que a descompactação do solo persiste por

aproximadamente um ano, e que segundo ele, isso demonstra que o efeito da

descompactação do solo em áreas com plantio direto não é muito duradouro, e

que após um certo período o solo tende novamente a ser compactado, ou por

adensamento natural ou pelo tráfego de máquinas e implementos agrícolas sobre

8

a superfície do solo com umidades elevadas, chegando a níveis semelhantes ao

solo não descompactado.

Outros fatores de diferentes naturezas também são normalmente

relacionados com o aumento da densidade do solo. Atributos e condicionantes

físicos e químicos, principalmente, e em menor escala, as características

mineralógicas, sedimentológicas e de mecânica do solo são alguns dos fatores

relacionados com o fenômeno, embora, na maioria das vezes, todos sejam

avaliados de forma isolada. A contribuição do conjunto desses fatores e mesmo

suas possíveis interações é algo pouco estudado e que deveria merecer maior

atenção por parte dos cientistas do solo. No que diz respeito à gênese de tais

camadas, por exemplo, além dos efeitos sabidamente conhecidos de máquinas e

equipamentos, ocupa posição de destaque, embora com menos enfoque nos

trabalhos tradicionais, o papel das partículas do solo, cuja distribuição pode

influenciar de maneira significativa a predisposição a esse empacotamento. Tal

afirmação encontra subsídio no fato da observação de camadas adensadas em

solos naturais, em que nunca se processou qualquer tipo de atividade antrópica.

Independente da ação humana, quando tal distribuição ocorre de forma uniforme

em vários tamanhos, não se concentrando em determinadas classes, a chance de

as partículas se ajustarem, umas nos espaços deixados pelas outras, é muito

facilitada, potencializando a compactação.

Mantovani (1987), também afirma que solos, cuja constituição seja de

partículas de mesmo tamanho, são menos susceptíveis ao processo de

compactação, comparados àqueles onde há mistura de argila, silte e areia.

Segundo ele, isto se deve ao fato das partículas de tamanho diferentes se

arranjarem e preencherem os poros, quando submetidas a uma pressão no solo.

Ainda segundo este autor, as pressões aplicadas à superfície do solo por um pneu

de trator são aproximadamente iguais àquela de inflar um pneu.

Resultados de pesquisas indicam que o estado de compactação mais

intenso em área manejadas sob sistema plantio direto, indicado pela densidade do

9

solo e/ou resistência do solo à penetração, ocorre em média, a partir de 7 cm até

aproximadamente 15 cm de profundidade, o que segundo Vieira (1981), o sistema

plantio direto apresenta a tendência à compactação na camada superficial (0-15

cm), que pode ser evidenciado pelo aumento da densidade do solo.

Não existe um consenso entre os autores em relação ao valor crítico para a

densidade do solo (valor a partir do qual o solo pode ser considerado como

compactado).Shierlaw & Alston (1984), afirmam que a penetração do sistema

radicular da cultura do milho deixou de ocorrer quando a densidade do solo atingiu

valores de 1,55 Mg m-3, em solo de textura média. Moraes et al. (1991) ao

avaliarem a influencia de camadas subsuperficiais compactadas em um Latossolo

Roxo e Terra Roxa Estruturada, afirmam que ocorreu redução na massa seca de

raízes de soja de 59,98 % para o Latossolo Roxo com densidade de 1,23 Mg m-3 e

de 50,65 % para a Terra Roxa Estruturada com densidade de 1,30 Mg m-3.

Fernandez et al. (1995) encontraram inibição completa do crescimento radicular

da soja, em Latossolo Vermelho Escuro, textura média, a partir de 1,52 Mg m-3 de

densidade do solo. Camargo & Alleoni (1997) consideram que 1,55 Mg m-3 como

sendo um valor crítico em solos franco-argilosos a argilosos. Maria et al.(1999)

constataram que acima de 1,2 Mg m-3, em Latossolo Roxo, ocorre restrição ao

desenvolvimento de raízes quando o solo estiver na capacidade de campo.

Entretanto Reinert et al., (2001), afirma que de maneira generalizada, baseado

nos experimentos realizados e em alguns resultados relatados na literatura

disponível, propôem os seguintes valores críticos de densidade do solo,

caracterizando determinado estado de compactação como solo compactado:

horizonte de textura argilosa, com mais de 55% de argila = 1,45 Mg m-3; horizonte

de textura média, com argila entre 20 e 55% = 1,55 Mg m-3; horizonte de textura

arenosa, com menos de 20 % de argila = 1,65 Mg m-3.

10

2.3.2 Resistência do solo à penetração

Durante as operações de manejo do solo e semeadura são aplicadas forças

compactativas que afetam a resistência do solo à penetração (Voorhees et al.,

1989), o que ocorre devido às modificações das condições físicas do mesmo. A

alta resistência do solo que se estabelece causa prejuízo ao crescimento do

sistema radicular (Taylor & Ratcliff, apud Rosalem et al., 1999). A resistência do

solo à penetração é devida a dois fatores: a) “compressão” das partículas

primárias e b) fricção entre partículas primárias e agregados durante o movimento

relativo da raiz (Groenevelt et al., 1984); ou melhor, a resistência à penetração é

resultante de forças oriundas da compactação, que é definida pela densidade

aparente, pelo teor de água e textura do solo.

Em geral a resistência mecânica do solo à penetração aumenta

proporcionalmente com o aumento da densidade e decresce com o conteúdo de

água, segundo Cassel & Lal (1992).

A resistência que o solo oferece ao desenvolvimento das raízes difere da

resistência medida pelos penetrômetros. A raiz cresce através dos poros e pontos

de menor resistência, enquanto os penetrômetros avaliam a resistência média que

o solo oferece à introdução do equipamento. No entanto, esse valor apresenta boa

correlação com o desenvolvimento de raízes, validando a sua utilização no

preparo de substratos para testes de plantas com capacidade de vencer altas

resistências (Taylor, 1974).

Por sua vez, Taylor e Brar (1991), afirmam que as raízes exercem pressões

que variam de 0,6–1,5 MPa, e que quando a resistência do solo for maior que

estes valores, as raízes diminuem seu crescimento e modificam sua morfologia.

Bengough & Mullins (1990) reportaram que a máxima pressão radial que as raízes

podem exercer é entre 0,9 e 1,3 MPa, e que a elongação das raízes no solo

param quando a resistência à penetração for entre 0,8 e 5,0 MPa dependendo da

espécie vegetal e do tipo de solo.

11

Os níveis críticos de resistência do solo para o crescimento das plantas

variam com o tipo de solo e com a espécie cultivada (Taylor et al., 1966). Num

latossolo roxo, Petter (1990) verificou que a resistência de 2,8 MPa foi limitante

para o crescimento radicular da soja. Por sua vez, Nesmith (1987), adotou o valor

de 2,0 MPa como limite crítico de resistência para à penetração de raízes.

Hakansson (1992) encontrou valores críticos para a resistência à penetração do

solo, de 2 a 3 MPa. Segundo Mendes (1989), verificou que quando os valores de

resistência à penetração ficaram acima de 1,8 MPa, reduziram em 70 % o

enraizamento da cultura do milho em um Latossolo muito argiloso.

De maneira geral, aceita-se o valor de 2,0 MPa como sendo o valor limite

ao crescimento radicular da maioria das espécies cultivadas e o solo passa a ser

considerado como sendo compactado, porém em função da resistência à

penetração estar diretamente relacionada a umidade do solo, apresentando

relação inversa, têm sido bastante difícil estabelecer a nível de campo os valores

críticos de resistência em função do processo de umedecimento e secagem

devidos a chuvas, que alteram rapidamente de uma possível condição limitante

para não limitante , em termos de resistência do solo à penetração.

2.3.3 Compressibilidade do solo

2.3.3.1 Fundamentos teóricos

Devido às restrições que o processo de compactação pode causar às

plantas e ao solo, como limitação da adsorção e/ou absorção de nutrientes,

infiltração e redistribuição de água, trocas gasosas e desenvolvimento radicular,

diversos atributos do solo têm sido usados na identificação deste problema. As

propriedades físicas do solo mais usada nessa identificação têm sido a densidade

do solo, sua resistência à penetração, porosidade total, tamanho e continuidade

dos poros, pressão crítica na qual os agregados sofrem cisalhamento e mais

12

recentemente a pressão de pré-consolidação (σp) (Dias Junior, 1994). O mesmo

autor afirma que a pressão de pré-consolidação (história de tensão: pode ser

entendida como sendo a maior pressão que o solo já suportou no passado, o que

em termos de agricultura reflete o tipo de manejo utilizado) é o único atributo físico

do solo capaz de quantificar os níveis de pressão que podem ser aplicados ao

solo sem que haja compactação adicional.

Segundo Kondo & Dias Junior (1997), um dos grandes entraves à

mecanização intensiva do solo refere-se à sua suscetibilidade à compactação, que

torna-se crítica em condições de umidade excessiva. A determinação da curva de

compressão é a base necessária para esse entendimento, a qual representa

graficamente a relação entre o logaritmo da pressão aplicada e a densidade do

solo ou índice de vazios e faz previsão de prejuízo à estrutura do solo quando as

pressões aplicadas excederem a capacidade suporte do mesmo.

A curva de compressão do solo (Figura 1), entretanto, tem sido usada com

base comum para modelar a suscetibilidade do solo à compactação. Quando o

solo não sofreu nenhuma pressão prévia, sua curva de compressão é linear,

entretanto, quando o solo já experimentou pressões prévias ou ciclos de secagem

e umedecimento, a variação das pressões atuando sobre o solo determinará a

formação de duas regiões distintas na curva de compressão: a curva de

compressão secundária e a reta de compressão virgem (Lebert & Horn, 1991). A

curva de compressão secundária representa os níveis de pressões

experimentados pelo solo no passado, enquanto a reta de compressão virgem

representa as primeiras pressões aplicadas ao solo. É na região da curva de

compressão secundária, porém, que o solo deve ser cultivado ou trafegado, sem

que ocorra compactação adicional. É esse componente da curva de compressão

que reflete a história de tensão do solo e que está sendo negligenciado nas

metodologias utilizadas para avaliar a susceptibilidade à compactação dos solos,

segundo Dias Junior (1994). Assim, a pressão de pré-consolidação divide a curva

13

de compressão do solo em duas regiões: uma de deformações pequenas,

elásticas e recuperáveis (curva de compressão secundária), e uma de

deformações plásticas e não recuperáveis (reta de compressão virgem). Portanto,

na agricultura, a aplicação de pressões maiores do que a maior pressão

previamente aplicada ao solo deve ser evitada para que não ocorra compactação

adicional.

Assim, através da compressibilidade podemos estudar a relação

tensão/deformação dos solos para que possamos estabelecer a capacidade

suporte de cargas (pressão de pré-consolidação) e a sua suscetibilidade à

compactação (índice de compressão).

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

100 101 102 103

Figura 1. Curva característica de compressão de um solo submetido a pressões

crescentes.

Prolongamento da reta virgem de compressão

Paralela ao ponto de mínimo raio de curvatura

Ponto de mínimo raio de curvatura

Bissetriz

Tangente

σp

1

2

Curva de recompressão

Cc

PRESSÃO APLICADA, kPa

ÍND

ICE

DE

VAZI

OS

14

Compressibilidade é definida como a resistência que o solo oferece à

redução de volume quando é sujeito a carga mecânica ( Horn & Lebert, 1994). A

intensidade com que a deformação se manifesta, quando submetidos à tensões,

está relacionada diretamente com a compressibilidade.

Os fatores internos que influenciam na resistência do solo à deformação de

acordo com Horn & Lebert (1994) são a distribuição do tamanho dos grãos,

densidade do solo, potencial de água no solo, conteúdo de matéria orgânica e

agregação do solo. Já os fatores externos que afetam a resistência são o tipo de

carga(estática ou dinâmica), a duração do carregamento e o número de eventos

de carregamento e o potencial de água durante o carregamento. Quando a tensão

aplicada exceder a resistência do solo, ocorre um decréscimo no volume de poros,

porque as partículas minerais são incompressíveis.

A compressibilidade é menos pronunciada em solo com estrutura grosseira

e menos agregada, assim solos pedregosos são menos compressíveis que solos

arenosos ou de textura fina (Horn, 1988). Entretanto, qualquer desvio de partículas

de formato esférico, resultam num incremento na resistência ao cisalhamento e

assim na resistência do solo(Gudehus, 1981; Hartge & Horn, 1991).

Com o aumento da quantidade de substâncias orgânicas, a resistência ao

cisalhamento torna-se maior comparado ao mesmo material (Horn, 1981).

Entretanto, o tipo de substância orgânica também deve ser considerado

(Bachmann, 1988). Em solos agrícolas com similares propriedades químicas e

físicas, o valor da pressão de preconsolidação, o ângulo de atrito interno e a

coesão, parecem ser maior com a maior proporção de carboidratos, lignina, ácidos

polímeros alifáticos e matéria orgânica total (Hempfling et al., 1990).

O incremento da resistência ao cisalhamento pode ser resultado do

aumento do número de pontos de contato entre partículas (Hartge & Horn, 1984).

Entretanto em solos com densidades semelhantes, a resistência pode ser

diferente. Essa aparente anomalia ocorre devido a densidade de partículas e do

tamanho de agregados(como é relatado o número de pontos por unidade de

15

volume) e a proporção de poros intra-agregados são sempre maior no solo que

apresentar maior densidade de partículas (Horn, 1986; Gunzelmann, 1990;

Becher, 1991).

Entretanto a resistência do agregado também depende da intensidade do

secamento e do número de eventos de secagens. Para a mesma densidade, a

tensão de cisalhamento também varia quando o agregado foi reumedecido para

um mesmo conteúdo de água. A explicação é que a resistência do solo não

depende somente da densidade do solo e da densidade de partículas, mas

também da livre entropia, como é relatado o rearranjamento do tamanho das

partículas no agregado. Durante repetidos ciclos de umedecimento e secagem,

normal e residual contração podem causar consideráveis mudanças neste

arranjamento (Horn & Dexter, 1989). Adicionalmente, nos agregados do solo, a

distribuição do tamanho de partículas influencia nos parâmetros de cisalhamento.

Quando o conteúdo de argila excede 40 %, a resistência do solo a um potencial

conhecido de umidade, pode ocorrer pequeno incremento por causa das

mudanças do raio efetivo e pressões neutras (Horn, 1990).

2.3.3.2 Fundamentos práticos

O estudo da compressibilidade do solo é de fundamental importância para

conhecermos duas características do solo: a capacidade de suportar cargas se

que ocorra compactação adicional ou deformações permanentes e, a

susceptibilidade à compactação. Em relação a susceptibilidade à compactação,

esta pode ser imprescindível para nos auxiliar na definição do momento em que o

mesmo se encontra com o conteúdo de água mais adequado para a realização

das operações de implantação e manejo das culturas e/ou na estimativa da

deformação caso as tensões aplicadas ao solo forem maior que sua capacidade

de suportar cargas.

16

Kondo & Dias Junior (1999), ao realizarem estudo dos parâmetros de

compressibilidade em três Latossolos na região de Lavras-MG, concluíram que

com o incremento do conteúdo de água, ocorreu redução na capacidade suporte

destes, independente do tipo de manejo a que haviam sido submetidos. Os

mesmo autores afirmam que o conteúdo de água do solo foi o fator principal e

regulador do comportamento compressivo destes solos e que a densidade inicial

alterou as curvas de compressão.

Carpenedo (1994), estudou a variação do conteúdo de água nas tensões de

6, 100 e 300 kPa, nos solos Podzólico Vermelho-Escuro, Podzólico Vermelho-

Amarelo e Latossolo Roxo distrófico, onde concluiu que os parâmetros de

compressibilidade (pressão de preconsolidação e índice de compressão) foram

influenciados pelos sistemas de manejo, tensões de umidade e pelos solos.

Concluiu também que 91 % da variabilidade do índice de compressão pode ser

explicada pela densidade do solo e o ângulo de atrito inter-agregados e 64 % da

variabilidade da pressão de preconsolidação pode ser explicada pela resistência

dos agregados, grau de compactação inicial, umidade volumétrica e coesão entre

os agregados.

Reinert (1990) estudando o comportamento compressivo de solos sob

sistema plantio direto e convencional através de amostras indeformadas,

encontrou relação significativa entre a densidade do solo e o grau de saturação

inicial de água. Quando o grau de saturação foi inferior a 45 % a densidade do

solo apresentou maior relação com a compressibilidade e, quando grau de

saturação foi superior a 45 %, o grau de saturação em água apresentou maior

relação com a compressibilidade.Concluiu que a compressibilidade do solo

quando mais seco foi limitada pelo estado inicial de compactação e quando mais

úmido pelo estado inicial de saturação em água.

Silva et al. (2000), ao avaliarem a suscetibilidade à compactação de um

Latossolo Vermelho-Escuro e de um Podzólico Vermelho-Amarelo, sob os

sistemas de manejo convencional e plantio direto e diferentes graus de saturação

17

inicial de umidade, concluiu que a deformação do solo apresentou comportamento

diferenciado para cada solo. Em relação ao Latossolo Vermelho-Escuro, objeto

deste estudo, quando o grau de saturação em água foi menor que 30 %, a relação

entre deformação e densidade inicial foi curvilínia, enquanto, para graus de

saturação mais elevado, foi praticamente linear. O índice de compressão

relacionou-se negativamente com a densidade inicial do solo nos dois solos.Para

níveis de densidade inicial maiores que 1,45 Mg m-3, a maior suscetibilidade à

compactação ocorreu quando o grau de saturação ficou próximo de 70%, e para

níveis de densidade inicial < 1,30 Mg m-3 , a maior suscetibilidade à compactação

ocorreu quando o grau de saturação ficou próximo de 50%. Concluiu ainda que as

equações de regressão múltipla para a pressão de preconsolidação, utilizando

somente valores de densidade inicial e grau de saturação, apresentaram

coeficientes de determinação baixos (=0,32 para o Latossolo), apesar de

significativos.

Imhoff (2002), avaliando a influência da umidade, matéria orgânica, teor de

argila e densidade do solo, nos parâmetros de compressibilidade em Latossolos e

Argissolos Vermelhos, concluiu que o índice de compressão foi significativamente

relacionado com o teor de argila e densidade do solo. A pressão de

preconsolidação foi significativamente relacionada com a umidade, densidade e

teor de argila do solo e que, a compressibilidade foi dependente da densidade do

solo.

2.3.3.3 Tensões impostas por máquinas agrícolas

A importância em conhecermos as tensões impostas por máquinas

agrícolas ao solo, reside no fato de que na medida do possível devemos adequar

a pressão imposta a capacidade suporte do solo, para que deformações plásticas

(irrecuperáveis) não ocorram. Caso não consigamos adequar a tensão aplicada à

capacidade suporte do solo, devemos estabelecer às condições limites de

18

umidade, tendo em vista que a capacidade suporte dos solos ser inversamente

proporcional ao conteúdo de água no solo.

Hakansson & Voorhes (1997), afirmam que a intensidade do tráfego e as

características das máquinas, como peso, carga por eixo, tipo de rodado e/ou de

pneus e pressão de insuflagem, como as principais causas da compactação do

solo. Já, em relação às características intrínsicas do solo, a compactação é

influenciada pela matéria orgânica ( Stone & Ekwue, 1995), pela estrutura (Horn et

al., 1988), pelo conteúdo de água e densidade inicial do solo (Reinert, 1990).

De acordo com Chancellor (1976), as tensões dinâmicas aplicadas na

superfície do solo pelas máquinas agrícolas, são semellhantes à pressão de

insuflagem dos pneus. Fekete, 1972, citado por Soane et al. (1982), afirma que a

pressão de insuflagem de pneus de colhedoras automotrizes variam de 50 a 150

kPa e a pressão de insuflagem dos pneus de reboques e caminhões variam de

300 a 600 kPa.

Reaves & Cooper (1960), afirmam que pressões de 50 a 300 kPa, são

comumentes aplicadas pelos rodados dos tratores agrícolas. Rusanov (1991)

observou que no preparo do solo com trator de esteira a pressão exercida foi de

150 kPa, já o trator com pneus, exerceu uma pressão de 180 a 200 kPa.

Carpenedo (1994), afirma que normalmente as pressões médias aplicadas sobre a

superfície do solo pelos pneus de tratores e colhedoras automotrizes estão entre

100 e 200 kPa, enquanto as carretas agrícolas exercem pressões que,

dependendo da carga e em função da menor superfície de contato rodado-solo

dos pneus destas, podem chegar a valores próximos de 600 kPa.

2.3.4 Resistência ao cisalhamento direto 2.3.4.1 Fundamentos teóricos

A resistência ao cisalhamento normalmente é definida como a resistência

que o solo oferece para ocorrer uma nova deformação. Quando submetido a

19

forças externas, o solo reage de diferentes modos, de acordo com as

características da tensão, como ocorre sua distribuição, orientação e magnitude.

Cada modo corresponde a uma nova relação tensão-deformação, que pode

envolver a compactação, falhas com dilatação e/ou fluxo plástico com mudança de

volume. A teoria assim como os processos no material solo são complexos

(muitos são heterogêneos e descontínuos).

Segundo Lebert & Horn (1991), através do cisalhamento direto obtém-se a

linha de ruptura de Mohr-Coulomb, onde é possível determinar-se a coesão e o

ângulo de atrito de solos estruturados.

As propriedades que determinam a resistência ao cisalhamento do solo são:

forma e distribuição do tamanho de partículas do solo, conteúdo de umidade,

estrutura, densidade, tipo de argilomineral presente, tipo e quantidade de cátions

trocáveis e as forças de atração e repulsão entre as partículas (McCormack &

Wilding, 1979). Horn et al., (1994) afirmam que a textura influi fortemente na

resistência ao cisalhamento, devido a que a abundância de partículas finas afetam

a intensidade de compactação, a qual tende a aumentar a resistência ao

cisalhamento, segundo Voorhees et al., 1978.

A resistência ao cisalhamento dependerá, da tensão normal efetiva que atua

no plano considerado e do ângulo de atrito interno do material. A importância de

cada fenômeno é diferente em solos de distinta granulometria, sendo o

cisalhamento nas areias devido a forças de massas, enquanto nas argilas o

fenômeno se explica por forças de superfície (Martins, 1992).

Os fatores que influenciam a resistência ao cisalhamento em solos coesivos

são: estado de adensamento do solo, fragilidade ou estabilidade da estrutura do

solo, condições de drenagem e velocidade de aplicação de cargas. Já em solos

com areias merecem destaque àquelas características que afetam o ângulo de

atrito interno, quais sejam, a forma e a granulometria das partículas (Caputo,

1967).

20

Os efeitos no solo (deformações ou fraturas), são dependentes de tensões

efetivas. Usando os círculos de Mohr, pode-se correlacionar as causas (variações

de estado de tensões) com seus efeitos.

A tensão de cisalhamento, pode ser expressa pela fórmula adaptada a critério

de Mohr, chamada reta de Coulomb (válida para solos não coesos):

τ = σ . tg φ (1)

Onde:

τ = tensão de cisalhamento ( kPa);

σ = tensão normal efetiva ( kPa);

φ = ângulo de obliqüidade ou de atrito interno.

A força tangencial necessária para vencer o atrito entre dois corpos é

independente da área de contato aparente entre elas e proporcional a força

normal sobre os mesmos. Esta força oposta ao deslocamento das partículas é

constituida por uma mistura de pressões de escorregamento e de rolamento entre

grãos. O coeficiente de atrito é definido matematicamente como (Schafer &

Johnson, 1982):

µ = Ff / N = tg φ (2)

Onde:

µ = coeficiente de atrito (adimensional)

Ff = força tangencial à superficie de atrito ( N );

N = força normal, perpendicular à superficie ( N );


21

O coeficiente de atrito é uma propriedade dinâmica, porque a equação se

refere às forças que surgem durante o movimento de um corpo rígido do solo

sobre outro. O coeficiente de atrito µ é independente da força normal aplicada, da

área da superfície e da velocidade de escorregamento. O coeficiente de atrito µ

para solos variam de 0,2 a 0,8. O coeficiente de atrito do solo sobre outro material qualquer também pode

ser determinado como uma propriedade do solo, e deve ser representado por um

simbolo diferente de µ . No caso de máquinas agrícolas, o coeficiente de atrito

solo-metal é de grande interesse na determinação do esforço de tração necessário

( Balastreire, 1990).

Para solos com maiores teores de argila (coesos), a equação toma a seguinte

forma:

τ = C + σ . tg φ (3)

Onde:

τ = tensão de cisalhamento ( kPa);

C= coesão do solo (resistência cisalhamento de um solo na ausência de

pressão);

σ = tensão normal efetiva ( kPa);


O cálculo do potencial de tração do solo é feito a partir da adaptação da

equação de Coulomb, feita por Micklethwaite (1944):

22

Ρ = C. A + σ . tg φ (4)

Onde:

Ρ= potencial de tração ( kPa);

C= coesão do solo; A= área de contato rodado-solo.

O potencial de tração, no caso de solo argiloso úmido, pode ser aumentado

através do aumento da área de contato dos pneumáticos, já que multiplica o fator

mais importante neste tipo de solo (coesão). Para o caso de solos arenosos, onde

existem maiores ângulos de atrito interno, se obtém aumento de tração com

aumentos na carga sobre o pneu de tração.

2.3.4.2 Fundamentos práticos

A resistência ao cisalhamento associada ao da penetrabilidade, constitui a

propriedade mecânica do solo que afeta grandemente o crescimento do sistema

radicular das plantas ( Forsythe,1975) e o comportamento eficiente de ferramentas

agrícolas (Voorhees et al., 1978).

Os solos apresentam a propriedade de suportar cargas (capacidade suporte)

conservando sua estabilidade. Este fenômeno se conhece como resistência ao

cisalhamento.

A curva de resistência ao cisalhamento, em termos práticos, normalmente

permite conhecer dois comportamentos que correspondem a resistência dos

agregados e o da massa do solo. A primeira está determinada pelos fenômenos

de coesão molecular, enquanto que a resistência de massa do solo depende da

coesão superficial e do atrito entre partículas.

23

A partir do ensaio de cisalhamento direto, pode ser determinado o potencial de

tração do solo, e desse modo, determinar os efeitos de preparo (ou de manejo) e

de pastejo sobre a capacidade suporte do solo.

As características de resistência ao cisalhamento determinam o

desenvolvimento de forças solo-trator ou solo-implemento, afetando a eficiência de

tração (stafford & Tanner, 1983). A mais efetiva forma de reduzir a compactação

requer do uso de mínima carga e a máxima área de contato (Blackwell & Soane,

1981).

Segundo Larson & Gill (1973) o máximo de pressão sobre o solo é entre 2 a 3

vezes a pressão de inflação dos pneus. Quando a pressão interna do pneu é de

108 kPa, a pressão no solo corresponderá a faixa de 216 a 324 kPa, o que é

maior que a tensão de cisalhamento de muitos solos em uma tensão de água de

33 kPa (capacidade de campo de solos argilosos).

As Possíveis aplicações da teoria de Coulomb são: • Na estimativa do potencial de tração do solo;

• Na determinação da coesão, ângulo de atrito interno e na resistência ao

cisalhamento de solos (capacidade de suportar cargas);

• Como medida direta do estado de compactação dos solos, comparando

diferentes sistemas de manejo do solo;

• Na melhor adequação das pressões impostas ao solo por pneumáticos

(dimensões e lastragens), visando obter um melhor desempenho de tração

e/ou minimização da compactação do solo;

• Na determinação do esforço de tração necessários pelos implementos de

preparo do solo;

• Os dados de resistência ao cisalhamento poderão ser utilizados na

confecção e validação de modelos matemáticos de predição de reações do

solo (alterações nas propriedades físico-mecânicas) e de culturas (redução

crescimento de planta e do sistema radicular, bem como da produtividade)

24

quando submetidos a diferentes pressões (mesmo quando as pressões

ultrapassarem a capacidade suporte do solo);

• Ao obtermos os valores de coesão e ângulo de atrito interno do solo, poder-

se-á estabelecer a tensão de cisalhamento (também denominada de

resistência ao corte), onde estes valores poderão ser utilizados no

dimensionamento de sulcadores de semeadoras-adubadoras, pois os

mesmos deverão suportar tensões superiores às oferecidas pelo solo.

3. MATERIAL E MÉTODOS Este trabalho foi conduzido em dois Latossolos onde identificou-se 3

estados de compactação que se originaram em virtude da intensidade de tráfego a

que foram submetidos. Neste estudo procurou-se avaliar o impacto destes estados

de compactação sobre os atributos físicos mecânicos do solo como a densidade, a

resistência do solo, os parâmetros de compressibilidade (pressão de

preconsolidação e índice de compressão) e de cisalhamento direto (coesão e

ângulo de atrito interno) e, sobre a produtividade das culturas. Nos anos agrícolas

de 1999/2000 e 2000/2001 foram cultivado trigo, soja, aveia preta e milho.

3.1 Características gerais das áreas de estudo

O experimento foi instalado em dois locais, um no município de Cruz Alta e o

outro no município de Coronel Barros, ambos no Rio Grande do Sul. Em Cruz Alta

a área destinada à instalação do experimento vinha sendo cultivada há quatorze

anos em sistema plantio direto, com rotação de culturas no inverno (trigo, aveia,

nabo) e verão (milho e soja). Em Coronel Barros, a área vinha sendo cultivada há

sete anos em sistema plantio direto com o cultivo sucessivo de trigo no inverno e

soja no verão, sem rotação de culturas.

3.2. Solos e clima

Em Cruz Alta o solo é classificado como LATOSSOLO VERMELHO

Distrófico típico-LV (Haplortox), semelhante à unidade de mapeamento Passo

Fundo, e em Coronel Barros é um LATOSSOLO VERMELHO Distroférrico típico-

LVd (Haplortox), pertencente à unidade de mapeamento Santo Angelo

(EMBRAPA, 1999), que se caracterizam pela coloração vermelho escura, perfil

profundo, boa drenagem e ocorrência em relevo ondulado. A textura do solo é

26

argilosa, apresentando valores médios de argila na profundidade de 0,0-0,25 m de

0,55 para o LV e 0,61 kg kg-1 para o LVd, com predominância de argilas 1:1 e

sesquióxidos de ferro e alumínio.

A região do Rio Grande do Sul que compreende os municípios de Cruz Alta e

Coronel Barros apresenta clima classificado como Cfalg2, segundo o sistema

Köppen, isto é, subtropical úmido, sem estiagem típica. A temperatura média do

mês mais quente é superior a 22 οC e do mês mais frio é superior a 3 οC e inferior

a 18 οC. A precipitação média anual é maior do que 1600 mm, com tendência de

maiores precipitações na primavera e verão.

3.3 Tratamentos

Nas duas áreas detectou-se estados de compactação diferenciado entre a

área de “cabeceira” (estado de compactação mais intenso) e a área mais central

da lavoura (estado de compactação menos intenso). Baseado nessa observação

em uma área de 50x30 m, para cada solo, foram mapeados e separados três

estados de compactação, em função da resistência do solo à penetração e

densidade do solo. A resistência do solo à penetração foi determinada até a

profundidade de 0,40 m, com o uso do penetrógrafo SOILCONTROLR -

PENETROGRAPHERPAT. SC-60, onde o índice de cone foi obtido conforme norma

ASAE R313, e a força por unidade de área é obtida a uma velocidade uniforme de

penetração de 1829 mm por minuto, utilizando-se um cone de diâmetro na base

de 12,83 mm. As leituras nas fichas foram obtidas através da interpolação de

profundidades. Para mapear os diferentes estados de compactação, foram

determinadas isolinhas de resistência do solo, onde para isso realizaram-se

avaliações a cada 4 metros no sentido horizontal e avanços a cada 2 metros no

sentido do comprimento ao longo das parcelas (30 m=15 avanços).

27

Confeccionou-se um mapa de isolinhas de resistência do solo à penetração

da profundidade de 0,07 a 0,12 m, devido ser a camada com maior estado de

compactação, e juntamente com a densidade do solo caracterizou-se três estados

de compactação que foram usados como tratamentos (Tabela 1). Juntamente com

a resistência do solo, determinou-se a umidade gravimétrica para as mesmas

profundidades.

A densidade do solo, na caracterização inicial das áreas experimentais, foi

determinada com cilindros de 3,0 cm de altura e 5,0 cm de diâmetro, nas

profundidades de: 0-0,05, 0,05-0,10, 0,10-0,15, 0,15-0,20, 0,20-0,30 e de 0,30-

0,50 m, para estabelecer até que profundidade ocorreu influencia do tráfego de

máquinas. Em cada profundidade e estado de compactação, foram feitas duas

repetições, num total de 12 pontos aleatórios por tratamento. Ao longo do

experimento se monitorou a densidade através dos dados obtidos nos ensaios de

compressibilidade.

Tabela 1. Caracterização dos estados de compactação no Latossolo Vermelho e

no Latossolo Vermelho distroférrico, em função da resistência do solo à

penetração (Rs)1 e densidade do solo (Ds)2.

Estados de compactação Rs (MPa) Ds (Mg m-3)

Latossolo Vermelho EC1 > 2,7 1,58 EC2 2,1 – 2,7 1,52 EC3 < 2,1 1,45

Latossolo Vermelho distroférrico EC1 > 2,1 1,55 EC2 2,1 – 2,6 1,51 EC3 < 1,6 1,38

1, 2 Valores médios da profundidade de 0,07-0,12 m.

Nas Figuras 2 e 3 encontram-se os mapas de distribuição da resistência do

solo à penetração, para as áreas de Cruz Alta e Coronel Barros, respectivamente.

28


0,075 m, na área experimental do município de Cruz Alta, RS. (EC1=cor escura do

mapa; EC2=cor cinza do mapa e, EC3= cor branca no mapa).


0,075 m, na área experimental do município de Coronel Barros, RS. (EC1=cor

escura do mapa; EC2=cor cinza do mapa e, EC3= cor branca no mapa).

29

3.4 Determinações 3.4.1 Atributos físicos e químicos avaliados As amostras parcialmente deformadas foram coletadas no início do estudo,

secadas ao ar e submetidas às seguintes análises físicas: densidade de partículas

pelo método do balão volumétrico (EMBRAPA-SNLC, 1979); limite de liquidez,

limite de plasticidade e índice de plasticidade pelo método de Casagrande

(Cauduro & Dorfman, 1986) e análise granulométrica pelo método da pipeta (Gee

& Bauder, 1986). As amostras também foram submetidas à análise de rotina para

caracterização química das mesmas.

Os resultados das análises físicas estão apresentados na Tabela 2 e os

resultados das análises químicas estão apresentados na Tabela 3.

Tabela 2. Atributos físicos dos solos utilizados no experimento (média de três

repetições).

Granulometria Limites de

Consistência

AG AF Silte Argila

Solo

Profundidade

( m )

Dp

(Mg m-3) ___________ g kg-1 ______________

LL

LP

IP

LV 0,00-0,05 2,71 9,64 14,27 27,41 48,68 40,3 30,3 10,0

0,07-0,12 2,76 9,24 13,08 21,06 56,62 37,6 27,0 10,6

0,20-0,25 2,77 8,30 11,82 18,69 61,19 39,3 28,0 11,3

LVd 0,00-0,05 2,82 4,11 7,17 35,25 53,47 43,0 30,0 13,0

0,07-0,12 2,85 3,49 6,36 27,43 62,72 43,5 29,0 14,5

0,20-0,25 2,84 3,38 5,54 24,35 66,73 42,6 30,6 12,0

Dp = densidade de partículas; AG = areia grossa; AF = areia fina; LL = limite de

liquidez; LP = limite de plasticidade e IP = índice de plasticidade.

30

Tabela 3. Atributos químicos dos solos utilizados no experimento (valores médios

dos três estados de compactação do solo).

Latossolo Vermelho Latossolo Vermelho distroférrico Determinações 0-0,1 m 0,1-0,2 m 0-0,1 m 0,1-0,2 m

M. Orgânica ( g kg-1 )

3,0

2,7

2,6

1,7

pH (H2O)

6,7

6,5

6,5

6,5

P ( mg L-1 )

10,3

4,6

17,3

8,6

K ( mg L-1 )

98,0

96,5

123,0

48,0

Al ( cmolc L-1)

0,0

0,2

0,0

0,0

Ca ( cmolc L-1)

9,0

6,9

9,2

7,4

Mg ( cmolc L-1)

3,8

3,0

3,0

2,1

CTC efetiva ( cmolc L-1)

13,1

10,4

12,5

9,6

CTC pH 7,0 ( cmolc L-1)

15,2

12,7

14,9

11,9

H+Al ( cmolc L-1)

2,1

2,5

2,4

2,3

3.4.2 Ensaio de compressão uniaxial.

As amostras de solo foram coletadas em cilindros de 5,35 cm de diâmetro e

2,0 cm de altura (relação diâmetro-altura de 2,67). Em cada solo estudado, nas

épocas 1 e 2, foram coletados 3 grupos de 9 cilindros por profundidade (0,0-0,05,

0,07-0,12 e 0,20-0,25 m) para cada estado de compactação. Destes, cada

conjunto de 3 cilindros foi saturado e submetido à tensão de 1 kPa na mesa de

tensão e 33 e 300 kPa na câmara de Richard. As tensões de 1; 33 e 300 kPa,

proporcionaram às amostras os graus de saturação inicial de umidade médios de

91, 63 e 58 % para o LV e de 93, 68 e 65 %, para o LVd, respectivamente. O total

de cilindros para cada época foi de 243. Na época 3, foram coletados 9 cilindros

31

por profundidade para cada estado de compactação. As amostras foram

colocadas em caixas de papelão com pequenos orifícios, permitindo a perda de

umidade de maneira lenta e de forma homogênea para possibilitar obtenção de

potenciais matriciais das amostras inferiores a -300 kPa. Todo o estudo de

compressão usou 1134 cilindros de solo com o objetivo de se obter amplos

variação das condições estruturais e de umidade do solo.

Na área de Cruz Alta, as datas de coleta das amostras de solo para a 1a, 2a

e 3a épocas foram, respectivamente, março/2000, março/2001 e novembro/2001.

Na área do município de Coronel Barros foram, respectivamente, fevereiro/2000,

fevereiro/2001 e outubro/2001.

O ensaio de compressão uniaxial foi realizado segundo a norma brasileira

de adensamento-NBR 12007/90 (ABNT, 1990) para condições de solo não

saturado. Para realização dos ensaios de compressão foi utilizada uma prensa de

adensamento uniaxial modelo S 450 Terraload. O tempo final de carregamento foi

determinado em pré-testes, verificando-se que nos dois Latossolos, mais de 99 %

da deformação máxima foi alcançada até cinco minutos após aplicação de cada

pressão. Assim, em cada carregamento teve um intervalo de tempo de 5 minutos

para realizar a leitura no defletômetro. O dispositivo de modificação de altura da

amostra possui exatidão de 0,0025mm/divisão. As pressões estáticas e

sucessivas foram aplicadas na seguinte seqüência: 12,5; 25; 50; 100; 200; 400;

800 e 1600 kPa. Com as leituras foi calculada a densidade do solo, o índice de

vazios e o grau de saturação de cada amostra antes do teste, após aplicação de

cada carga e após cada ensaio de compressão uniaxial, usando-se programa de

computador especialmente escrito para esse fim.

Programa desenvolvido por Reinert (1990) e adaptado para as condições

locais, foi usado para plotar às curvas de consolidação e para calcular a pressão

de preconsolidação e o índice de compressão para todos os testes realizados. A

pressão de preconsolidação determinada pelo programa segue a estratégia de

Casagrande (Holtz & Kovacs, 1981).

32

O índice de vazios (e) foi calculado pela equação:

e = volume de vazios/volume de sólidos do anel (5)

O índice de compressão (Cc) que é a inclinação da reta de compressão

virgem foi calculada pela equação:

Cc = ( 2 - e1) / ( log P2 – log P1) (6)

Onde:

P = representa a pressão aplicada.

3.4.3 Resistência do solo à penetração As determinações da resistência do solo à penetração foram realizadas

periodicamente, através de um penetrômetro com armazenamento eletrônico dos

dados, com ponta cônica de 30o, marca RIMIK modelo CP 20, inserido

manualmente no solo, segundo metodologia descrita por Bradford (1986). As

leituras foram registradas verticalmente a cada 1,5 cm até a profundidade de 40

cm. Foram feitas 6 repetições por tratamentos, em cada época/condição de

umidade. Juntamente com a resistência do solo à penetração, foram coletadas

amostras de solo para determinação da umidade gravimétrica. Procurou-se

caracterizar a resistência do solo em várias condições de umidade do solo, desde

o solo mais úmido (logo após uma chuva) até o solo mais seco, para verificar o

comportamento da resistência do solo com a variação da umidade do solo. Para

isso demarcou-se uma área de aproximadamente um metro quadrado em cada

estado de compactação e determinou-se o perfil de densidade do solo e a

resistência do solo em várias condições de umidade, sempre no mesmo local,

tomando-se o cuidado de medir a resistência em solo intacto.

33

3.4.4 Resistência ao cisalhamento direto.

As amostras de solo foram coletadas em caixas metálicas vazadas de 2,0 x

5,0 x 5,0 cm. Em cada solo estudado, foram coletados em duas épocas 3 grupos

de 8 caixas por profundidade (0,0-0,05, 0,07-0,12 e 0,20-0,25 m) para cada estado

de compactação. Destes, cada conjunto de 4 caixas foi saturado e submetido à

tensão de 33 e 300 kPa na câmara de Richard. As tensões de 33 e 300 kPa

proporcionaram os graus de saturação inicial de umidade de 63 e 58 % para o LV

e de 68 e 65 % para o LVd, respectivamente. O total de caixas para cada época

foi de 216. Todo o estudo de cisalhamento usou 864 caixas de cisalhamento direto

do solo com o objetivo de se obter ampla variação das condições estruturais e de

umidade do solo.

Na área de Cruz Alta, as datas de coleta das amostras de solo para a 1a e

2a épocas foram, respectivamente, maio a julho de 2000 e de maio a agosto de

2001. Na área do município de Coronel Barros foram, respectivamente, fevereiro a

março de 2000 e de setembro a outubro de 2001.

As amostras após estarem equilibradas nas tensões, foram submetidas ao

ensaio de cisalhamento direto. Para estes ensaios, se fez uso da prensa de

cisalhamento direto, modelo Solotest, onde foram utilizadas pressões normais de

34,68; 104,04; 208,08 e 416,16 kPa com um deslocamento horizontal de 8 mm e

velocidade de deslocamento de 0,25 mm/minuto. Dentro de cada carregamento

teve um tempo de assentamento de 5 minutos, para após iniciar as leituras no

defletômetro horizontal. As leituras na célula de carga foram realizadas após cada

deslocamento horizontal de 0,20 mm, até que a amostra se rompia, o que era

evidenciado pela diminuição dos valores lidos no defletômetro horizontal. O

máximo valor obtido em cada ensaio corresponde à tensão de cisalhamento, para

aquela amostra e tensão normal. Assim, para cada condição de solo e umidade

34

foram obtidos quatro valores de tensão de cisalhamento ( τ ), um para cada valor

de tensão normal aplicada(34,68, 104,04, 208,08 ou 416,16 kPa), com os quais foi

possível ajustar uma equação, semelhante à equação (3), cujo intercepto

corresponde à coesão (C) e o coeficiente angular que corresponde ao coeficiente

de atrito. O ângulo cuja tangente corresponde ao coeficiente angular da equação,

é o ângulo de atrito interno (φ) (Figura 4). O tempo médio de duração do ensaio de

cada amostra foi de 45 minutos. Os parâmetros de resistência ao cisalhamento,

coesão e ângulo de atrito interno foram determinados conforme metodologia

proposta por Lambe & Witman (1979).

0

100

200

300

400

0 100 200 300 400 500

Tensão Normal, kPa

Tens

ão C

izal

hant

e, k

Pa

Figura 4. Determinação dos parâmetros de cisalhamento: coesão (C) e ângulo de

atrito interno (φ).

τ = 78,80 + 0,486(σ) C = 78,80 kPa φ = arc tg 0,486 = 25,92o

35

3.4.5 Produtividade das culturas.

O cultivo das culturas foi em faixas transversais aos estados de

compactação, procurando evitar que ocorresse tráfego excessivo dos pneumáticos

dentro da área útil de avaliação. No inverno cultivou-se trigo ou aveia, de acordo

com o esquema de rotação de culturas adotado pelo produtor. A adubação das

culturas foram semelhantes nos tratamentos de acordo com a necessidade das

mesmas, para isolar o fator compactação. A produtividade das culturas foi

determinada através da coletas de espigas (no caso do milho) ou de plantas (no

caso da soja e trigo) em 4 a 5 sub-amostras, em cada estado de compactação do

solo, orientada pelos mapas de resistência (Figuras 2 e 3). Na safra agrícola

2000/2001, escarificou-se uma área paralela à área experimental, assumindo-se

como livre de compactação, para comparar aos resultados obtidos com as culturas

nos diferentes estados de compactação do solo. Nas duas áreas experimentais,

cultivou-se milho e soja na área escarificada e nos três estados de compactação

do solo. Os resultados obtidos foram expressos em Mg ha-1, com umidade

corrigida para 13 % quando necessário. A seqüência de cultivos em cada área

experimental e em cada safra agrícola de inverno ou verão durante os dois anos

de pesquisa, encontra-se na Tabela 4.

Tabela 4. Seqüência de cultivos nas safras agrícolas 1999/2000 e 2000/2001 de

inverno e verão, nas áreas experimentais de Cruz Alta e de Coronel

Barros.

Cruz Alta – LV Coronel Barros – LVd

Safra Inverno Verão Inverno Verão

1999/2000 Trigo Soja Trigo Soja

2000/2001 Aveia preta Soja e Milho Trigo Soja e Milho

36

3.5 Análise estatística.

Devido a esse experimento não se caracterizar como um delineamento

experimental, devido à falta de cazualização, a análise estatística constou de

comparações entre médias de variáveis de solo e de planta nos três estados de

compactação, através do teste t de student ao nível de 5 % de significância.

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 4.1 Densidade do solo 4.1.1 Densidade do solo no Latossolo Vermelho (LV) Os valores médios de densidade do solo nas profundidades de 0,0-0,05,

0,07-0,12 e 0,20-0,25 m foram, respectivamente de 1,11, 1,51 e 1,40 Mg m-3,

(Tabela 5).

Tabela 5. Valores médios de densidade (Mg m-3) de duas épocas do Latossolo

Vermelho, sob três tensões de água, estados de compactação e

profundidades. Cruz Alta, RS, 2001.

Tensões de água ( kPa)* Estados de Compactação 1 33 300 Média

Profundidade 0,0- 0,05 m EC1 1,09 a 1,09 a 1,14 a 1,11 a EC2 1,12 a 1,18 a 1,11 a 1,14 a EC3 1,10 a 1,09 a 1,08 a 1,09 a

Média 1,10 A 1,12 A 1,11 A Profundidade 0,07- 0,12 m

EC1 1,65 a 1,62 a 1,58 a 1,62 a EC2 1,50 b 1,51 b 1,51 b 1,51 b EC3 1,42 b 1,42 b 1,38 c 1,41 c


EC1 1,33 b 1,47 a 1,45 a 1,42 a EC2 1,50 a 1,37 b 1,36 b 1,41 a EC3 1,35 b 1,34 b 1,38 b 1,36 a

Média 1,39 A 1,39 A 1,40 A Médias de tratamento seguidas de mesma letra, minúscula na coluna e maiúscula na linha, para cada tensão de água, não diferem significativamente pelo teste t de student (P<0,05). * As tensões 1, 33 e 300 kPa, correspondem, respectivamente, aos graus de saturação inicial de água de 91, 63 e 58 %.

Os maiores valores ocorreram na camada de 0,07-0,12 m de profundidade.

Apenas nesta camada ocorreu diferença significativa nos valores de densidade do

solo entre os três estados de compactação (EC), onde o estado de compactação

um, EC1, apresentou valor superior aos demais, EC2 e EC3. Isto pode ser

38

explicado pelo acúmulo das tensões impostas pelos pneumáticos de máquinas

agrícolas na superfície do solo a cada safra agrícola. Na camada de 0-0,05 m de

profundidade, a mobilização sistemática pelos mecanismos sulcadores das

semeadoras-adubadoras impedem que ocorra compactação cumulativa a cada

safra.

4.1.2 Densidade do solo no Latossolo Vermelho distroférrico (LVd) Os valores médios de densidade do solo variaram entre os estados de

compactação nas três profundidades, embora os maiores valores foram

encontrados na profundidade de 0,07-0,12 m, (Tabela 6).

Tabela 6. Valores médios de densidade (Mg m-3) de duas épocas do Latossolo

Vermelho distroférrico, sob três tensões de água, estados de

compactação e profundidades. Coronel Barros, RS, 2001.

Tensões de água ( kPa)* Estados de Compactação 1 33 300 Média

Profundidade 0,0- 0,05 m EC1 1,15 c 1,22 a 1,25 a 1,21 b EC2 1,27 b 1,27 a 1,29 a 1,28 ab EC3 1,43 a 1,30 a 1,32 a 1,35 a


EC1 1,53 a 1,55 a 1,53 a 1,54 a EC2 1,44 b 1,51 ab 1,50 ab 1,48 ab EC3 1,48 ab 1,45 b 1,49 b 1,47 b


EC1 1,39 a 1,38 a 1,37 a 1,38 a EC2 1,32 a 1,34 b 1,34 a 1,33 b EC3 1,34 a 1,38 a 1,36 a 1,36 ab

Média 1,35 A 1,37 A 1,36 A Médias de tratamento seguidas de mesma letra, minúscula na coluna e maiúscula na linha, para cada tensão de água, não diferem significativamente pelo teste t de student (P<0,05). * As tensões 1, 33 e 300 kPa, correspondem, respectivamente, aos graus de saturação inicial de água de 93, 68 e 65 %.

39

O EC1 apresentou valor semelhante ao EC2 e superior ao EC3. Na

profundidade de 0,0-0,05 m o EC3 apresentou valor superior ao EC1 e na

profundidade 0,20-0,25 m o EC1 apresentou valor superior ao EC2 e semelhante

ao EC3. Os valores médios de densidade do solo dos estados de compactação

para as profundidades de 0,0-0,05, 0,07-0,12 e 0,20-0,25 m foram

respectivamente de 1,28, 1,50 e 1,36 Mg m-3.

Isso demonstra que, a exemplo do LV, ocorreu incremento da densidade do

solo na profundidade de 0,07-0,12 m, em virtude das tensões impostas pelos

pneumáticos agrícolas. Estes maiores valores de densidade encontrados, nos dois

Latossolos, na profundidade de 0,07-0,12 m concordam com os resultados

encontrados por Vieira (1981), indicando que no sistema plantio direto há

tendência à compactação na camada subsuperficial, porém, a profundidade menor

do que em sistemas que utilizam mobilização. Nesta camada, os valores

encontrados de densidade para estes solos ultrapassam ao valor limite, de 1,45

Mg m-3, para considerar-se solo compactado, Reinert et al. (2001).

4.2 Resistência do solo à penetração 4.2.1 Resistência do solo à penetração no LV A resistência do solo à penetração (Rs) diferiu entre os estados de

compactação e em relação à área que havia sido escarificada. Verifica-se que a

maior Rs foi encontrada na profundidade de 0,07-0,12 m, nos três estados de

compactação e na área escarificada. O estado de compactação um, EC1,

apresentou valores de Rs superiores, na profundidade de 0,07–0,12 m, em

relação aos EC2, EC3 e área escarificada, nas condições de água do solo média

de 0,22, 0,23, 0,27 e 29 kg kg-1 (Figura 5).

O EC1 apresentou maior valor de Rs com o menor conteúdo de água no

solo (Ug=0,23 kg kg-1), com valor de aproximadamente 3,4 MPa (Figura 6).

40

0 1 2 3 4 5Resistência do solo, MPa

0.40

0.35

0.30

0.25

0.20

0.15

0.10

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0.30

0.25

0.20

0.15

0.10

0.05

0.00

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c ) d ) Figura 5. Resistência do Latossolo Vermelho sob quatro condições de água média

de 0 a 0,3 m, três estados de compactação e em área escarificada. a)

Ug=0,22 kg kg-1, b) Ug=0,23 kg kg-1, c) Ug=0,27 kg kg-1, d) Ug= 0,29kg

kg-1.Cruz Alta, RS, 2001.

41

0 1 2 3 4Resistência do solo, MPa

0.40

0.35

0.30

0.25

0.20

0.15

0.10

0.05

0.00

Prof

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s, m

Ug = 0,22 kg kg-1

Ug = 0,29 kg kg-1

Ug = 0,27 kg kg-1

Ug = 0,23 kg kg-1


0.40

0.35

0.30

0.25

0.20

0.15

0.10

0.05

0.00

Prof

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s, m

Ug = 0,22 kg kg-1

Ug = 0,29 kg kg-1

Ug = 0,27 kg kg-1

Ug = 0,23 kg kg-1

a ) b )


0.40

0.35

0.30

0.25

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0.15

0.10

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s, m

Ug = 0,22 kg kg-1

Ug = 0,29 kg kg-1

Ug = 0,27 kg kg-1

Ug = 0,23 kg kg-1


0.40

0.35

0.30

0.25

0.20

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0.10

0.05

0.00

Prof

undi

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s, m

Ug = 0,22 kg kg-1

Ug = 0,29 kg kg-1

Ug = 0,27 kg kg-1

Ug = 0,23 kg kg-1

c ) d ) Figura 6. Variação da resistência do solo no Latossolo Vermelho, nos três estados

de compactação e na área escarificada, sob quatro conteúdos de

água.a) EC1, b) EC2, c) EC3, d) Área escarificada. Cruz Alta, RS, 2001.

42

Nas condições estudadas de água do solo o EC1 apresentou maiores

valores de Rs e a área escarificada os menores valores, principalmente na

profundidade de 0,07-0,12 m. Assim, devido a estes baixos valores de resistência

do solo na área escarificada, pode-se assumir como uma área livre de

compactação do solo que possa restringir o crescimento radicular. Esta parcela

escarificada foi estabelecida para comparar os dados de produtividades obtidos

nos diferentes tratamentos, reduzindo o efeito da compactação, tendo em vista

que as demais práticas de manejo foram semelhantes nos diferentes tratamentos

utilizados (adubação do solo, etc.).

De maneira geral, no LV, a partir de 0,30 m de profundidade, não observa-

se diferença significativa nos valores de Rs entre os tratamentos e em todas as

condições de água do solo. Isto demonstra que para esse solo os efeitos dos

sistemas de manejo empregado sobre a resistência do solo ocorre até esta

profundidade.

4.2.2 Resistência do solo à penetração no LVd

A resistência do solo no LVd, diferiu entre os estados de compactação e em

relação à área que havia sido escarificada, onde o EC1, em linhas gerais,

apresentou valores superiores de Rs em relação aos demais tratamentos. A maior

resistência do solo ocorreu na profundidade de 0,07-0,12 m, nos três estados de

compactação e na área escarificada (Figura 7).

Verifica-se que o EC1 e o EC2 apresentaram valores de resistência

semelhantes com o menor conteúdo de água no solo (Ug =0,24–0,26 kg kg-1), com

valor de aproximadamente 3,8 MPa (Figura 8).

No LVd, a exemplo do LV, a área escarificada apresentou os menores

valores de resistência do solo, em todas as condições de água do solo (Figuras 7

e 8-d). Neste solo evidencia-se novamente que o efeito mais intenso dos sistemas

de manejo de solo empregados, sobre os valores de Rs, ocorreram até 0,30 m de

profundidade.

43


0.40

0.35

0.30

0.25

0.20

0.15

0.10

0.05

0.00

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a ) b )


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0.05

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0.00

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c ) d ) Figura 7. Resistência do Latossolo Vermelho distroférrico sob quatro condições de

água média de 0 a 0,3m, três estados de compactação e em área

escarificada. a) Ug=0,24 kg kg-1, b) Ug=0,26 kg kg-1, c) Ug=0,29 kg kg-1,

d) Ug= 0,31kg kg-1. Coronel Barros, RS, 2001.

44


0.40

0.35

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0.15

0.10

0.05

0.00

Prof

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s, m

Ug = 0,26 kg kg-1

Ug = 0,29 kg kg-1

Ug = 0,31 kg kg-1

Ug = 0,24 kg kg-1


0.40

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Ug = 0,26 kg kg-1

Ug = 0,29 kg kg-1

Ug = 0,31 kg kg-1

Ug = 0,24 kg kg-1

a ) b )


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Ug = 0,26 kg kg-1

Ug = 0,29 kg kg-1

Ug = 0,31 kg kg-1

Ug = 0,24 kg kg-1


0.40

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0.10

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0.00

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s, m

Ug = 0,26 kg kg-1

Ug = 0,29 kg kg-1

Ug = 0,31 kg kg-1

Ug = 0,24 kg kg-1

c ) d ) Figura 8. Variação da resistência do solo no Latossolo Vermelho distroférrico, nos

três estados de compactação e na área escarificada, sob quatro

conteúdos de água. a) EC1, b) EC2, c) EC3, d) Área escarificada.

Coronel Barros, RS, 2001.

45

Tanto no LV como no LVd, houve uma relação direta entre a Rs e a

densidade do solo, onde na profundidade que ocorreu os maiores valores de

densidade (0,07-0,12 m), em função do acúmulo de tensões impostas, maiores

foram os valores de resistência do solo. Outra observação é a relação inversa

entre a resistência do solo e a água do solo, onde à medida que o solo apresentou

menor conteúdo de água, maior foram os valores de resistência dos mesmos.

Estas relações com a densidade e com o conteúdo de água no solo estão de

acordo com Cassel & Lal (1992). Outro aspecto é que nos dois Latossolos, na

profundidade intermediária, o valor encontrado de resistência foi superior ao valor

considerado crítico de 2,0 MPa, porém o LVd apresentou maiores valores de Rs.

Em relação à variação da resistência do solo com o conteúdo de água,

vemos que os estados de compactação 1, 2 e 3, apresentaram valores de

resistência semelhantes entre si com a menor água do solo ( Ug =0,24–0,26 kg kg-

1), com valor de aproximadamente igual a 3,8 MPa (Figura 8).

4.3 Parâmetros de compressibilidade do solo influenciados pelo estado inicial de compactação e grau de saturação em água A discussão dos resultados se dará inicialmente de forma individual no LV e

no LVd e posteriormente de forma conjunta. Os índices pressão de

preconsolidação e índice de compressão serão denominados doravante de σp e

Cc, respectivamente.

4.3.1 Pressão de preconsolidação no LV (σp)

Nas três profundidades avaliadas, os valores médios de σp, também

denominada capacidade suporte do solo, não apresentaram diferença estatística

significativa entre os estados de compactação do solo. O valor médio geral da σp,

46

na faixa de grau de saturação inicial de água (Gsi) de 58 - 91%, foi de 228 kPa e

os valores médios para as profundidades de 0,0-0,05, 0,07-0,12 e 0,20-0,25 m

foram, respectivamente, de 95, 320 e 268 kPa. Somente o valor médio encontrado

para a profundidade de 0,0-0,05 m, diferiu significativamente das demais

profundidades (Tabela 7).

Tabela 7. Valores médios de pressão de preconsolidação (kPa) de duas épocas

em um Latossolo Vermelho, sob três graus de saturação inicial de água,

estados de compactação e profundidades. Cruz Alta, RS, 2001.

Graus de saturação inicial (%)* Estados de Compactação 91 63 58 Média

Profundidade 0,0- 0,05 m EC1 20 b 49 b 180 b 83 a EC2 32 a 65 a 141 b 79 a EC3 36 a 123 a 214 a 124 a Média 29 C 79 B 178 A

Profundidade 0,07- 0,12 m EC1 290 a 360 a 426 ab 359 a EC2 178 b 305 a 328 b 270 a EC3 143 b 352 a 501 a 332 a Média 204 B 339 AB 418 A

Profundidade 0,20- 0,25 m EC1 149 a 248 b 339 a 245 a EC2 167 a 383 a 368 a 306 a EC3 126 a 271 b 359 a 252 a Média 147 B 301 A 355 A

Médias de tratamento seguidas de mesma letra, minúscula na coluna e maiúscula na linha, para cada grau de saturação inicial de água, não diferem significativamente pelo teste t de student (P<0,05). * As tensões de 1, 33 e 300 kPa, correspondem aos graus de saturação inicial de água de 91, 63 e 58 %,respectivamente.

Estes resultados demonstram que o acúmulo das tensões compactantes

impostas pelas máquinas agrícolas se concentraram na profundidade de 0,07-0,12

m, aumentando a capacidade suporte do solo, em função das maiores

deformações ocorridas na história das tensões aplicadas a esta camada. Isso

pode ser confirmado pelos maiores valores de densidade do solo, os quais foram

superiores em relação a profundidade de 0,0-0,05 m (Tabela 5). Demonstra

47

também que, na profundidade de 0-0,05 m, em virtude da mobilização imposta a

cada safra, pelos mecanismos sulcadores das semeadoras-adubadoras, os

valores de σp são menores, reduzindo a capacidade suporte do solo nesta

camada. Outro aspecto é que o sistema plantio direto, em relação ao sistema

convencional, o que possivelmente proporciona melhor estrutura com menor

resistência à deformação.

Houve um incremento médio da σp à medida que o solo sofreu redução no

Gsi e ocorreu aumento nos valores de densidade do solo, onde a σp aumentou

nas três camadas analisadas quando o Gsi do solo passou de 91 para 58 %. Isto

sugere que, quanto mais seco e compactado estiver o solo, maior será a

capacidade suporte do mesmo em função das partículas e/ou agregados estarem

mais coesos. A amplitude das variações foram de 29-178 kPa, 204-418 kPa e

147-355 kPa, respectivamente, paras às profundidades de 0,0-0,05, 0,07-0,12 e

0,20-0,25 m. Nas três profundidades avaliadas essas variações foram

significativas. A redução na capacidade suporte dos solos quando mais úmidos

era esperada, em virtude da água atuar como lubrificante entre as partículas,

deixando o solo mais macio, alterando o estado de consistência do mesmo.

Quando as amostras de solo sofreram perda de água naturalmente dentro

de caixas de papelão perfuradas e atingiram graus de saturação inicial mais

baixos que as amostras com água controlada, os valores de σp apresentaram

diferença significativa entre os estados de compactação do solo (Tabela 8). Na

profundidade de 0,0 - 0,05 m, o EC1 apresentou valor superior aos demais

estados de compactação do solo, e na profundidade de 0,07-0,12 m, o EC2

apresentou valor de σp inferior ao EC3 e semelhante ao EC1. Na profundidade

0,20-0,25 m, não houve diferença significativa entre os valores médios para os

estados de compactação do solo.

48

Tabela 8. Valores médios de pressão de preconsolidação (kPa) em um Latossolo

Vermelho, sob três graus de saturação inicial de água, estados de

compactação e profundidades. Cruz Alta, RS, 2001.

Graus de saturação inicial (%) Estados de Compactação 42 37 36 Média

Profundidade 0,0- 0,05 m EC1 554 a 637 a 599 a 597 a EC2 416 ab 497 b 540 a 484 b EC3 314 b 513 b 604 a 477 b Média 428 A 549 A 581 A

Profundidade 0,07- 0,12 m EC1 603 a 557 b 438 b 533 ab EC2 516 a 530 b 534 ab 527 b EC3 664 a 609 a 608 a 627 a Média 594 A 565 A 527 A

Profundidade 0,20- 0,25 m EC1 396 ab 562 a 354 b 437 a EC2 315 b 462 b 615 a 464 a EC3 560 a 603 a 573 a 579 a Média 424 A 542 A 514 A

Médias de tratamento seguidas de mesma letra, minúscula na coluna e maiúscula na linha, para cada grau de saturação inicial de água, não diferem significativamente pelo teste t de student (P<0,05).

Nesta condição de Gsi das amostras (36-42 %), o valor médio geral da σp

foi de 525 kPa e os valores médios para as profundidades de 0,0-0,05, 0,07-0,12 e

0,20-0,25 m foram, respectivamente, de 519, 562 e 493 kPa, os quais não

diferiram significativamente entre sí. Isso confirma que o acúmulo das tensões

impostas pelas máquinas agrícolas se concentraram na profundidade de 0,07-0,12

m, embora com estes Gsi mais baixo, a variação entre os valores médios tenham

sido menores. Ocorreu incremento da σp à medida que o solo sofreu redução no

Gsi (camadas de 0,0 - 0,05 e 0,2 - 0,25 m), quando o Gsi passou de 42 para 36 %,

porém a amplitude das variações foram, respectivamente, de 428-581, 594-527 e

424-514 kPa, paras às profundidades de 0,0-0,05, 0,07-0,12 e 0,20-0,25 m. Nas

três camadas analisadas, essa variação não foi estatisticamente significativa.

49

A analise dos valores de σp médio em todos os Gsi estudados, indicou que,

nas três profundidades, quando o Gsi for inferior a 42 %, o solo suportaria as

tensões impostas pelos pneus da maioria dos tratores agrícolas, que são entre

100 e 200 kPa ( Carpenedo, 1994). Assim, pode-se afirmar que quando o Gsi for

inferior a 42% haverá pequena deformação pelo tráfego de máquinas,

preservando a estrutura dos solos.

4.3.2 Índice de Compressão no LV (Cc)

Somente na profundidade de 0,07-0,12 m os valores apresentaram

diferença significativa entre os estados de compactação do solo, onde o EC1 e

EC2 apresentaram valores inferiores ao EC3 (Tabela 9).


Latossolo Vermelho, sob três graus de saturação inicial de água,

estados de compactação e profundidades. Cruz Alta, RS, 2001.


Profundidade 0,0- 0,05 m EC1 0,48 a 0,62 a 0,59 a 0,56 a EC2 0,39 b 0,44 b 0,59 a 0,47 a EC3 0,46 a 0,65 a 0,66 a 0,59 a Média 0,44 B 0,57 AB 0,61 A

Profundidade 0,07- 0,12 m EC1 0,18 b 0,21 b 0,22 c 0,20 b EC2 0,22 a 0,27 a 0,28 b 0,26 b EC3 0,29 a 0,30 a 0,45 a 0,35 a Média 0,23 A 0,26 A 0,32 A

Profundidade 0,20- 0,25 m EC1 0,26 b 0,30 b 0,33 b 0,30 a EC2 0,30 a 0,45 a 0,41 a 0,39 a EC3 0,32 a 0,44 a 0,42 a 0,39 a Média 0,29 B 0,40 A 0,39 A


50

O valor médio geral do índice Cc nesta condição foi de 0,39 e os valores

médios das camadas de 0,0-0,05, 0,07-0,12 e 0,2-0,25 m foram, respectivamente,

de 0,54, 0,27 e 0,36, onde a profundidade 0,0-0,05 apresentou valor superior e

significativo em relação às demais. O menor valor na camada de 0,07-0,12 em

relação às demais camadas está associado ao acúmulo de tensões compactantes

imposta pelas máquinas agrícolas e das deformações já ocorridas no solo, o que

resultou em incremento nos valores da σp e redução nos valores do índice de Cc.

Nas amostras de solo que sofreram perda de água naturalmente dentro das

caixas de papelão perfuradas atingiram baixo estado de saturação inicial (faixa de

Gsi de 36-42 %), os valores do índice Cc apresentaram diferença significativa

entre os estados de compactação do solo, onde nas profundidades de 0,07-0,12 e

0,20-0,25 m, o EC1 e EC2 apresentaram valores inferiores do índice Cc em

relação ao EC3, indicando menor susceptibilidade à compactação (Tabela 10).

Nesta faixa de Gsi, o valor médio geral do índice Cc foi de 0,28 e os valores

médios para as profundidades de 0,0-0,05, 0,07-0,12 e 0,20-0,25 m foram,

respectivamente, de 0,48, 0,16 e 0,20, onde a profundidade 0,0-0,05 apresentou

valor superior e significativo em relação às demais profundidades. Isso confirma

novamente que o acúmulo das tensões compactantes se concentraram na

profundidade de 0,07-0,12 m, embora com estes Gsi mais baixos, a variação entre

os valores médios tenham sido menores.

Quando o Gsi do solo passou de 42 para 36 % houve decréscimo nos

valores de índice Cc, porém nas três profundidades, essa variação não foi

significativa. A amplitude das variações foram, respectivamente, de 0,52-0,38,

0,17-0,15 e 0,22-0,19, paras às profundidades de 0,0-0,05, 0,07-0,12 e 0,20-0,25

m.

51

Tabela 10. Valores médios do índice de compressão em um Latossolo Vermelho,

sob três graus de saturação inicial de água, estados de compactação

e profundidades. Cruz Alta, RS, 2001.


Profundidade 0,0- 0,05 m EC1 0,52 ab 0,34 b 0,31 a 0,39 a EC2 0,58 a 0,70 a 0,35 a 0,54 a EC3 0,46 b 0,58 ab 0,48 a 0,51 a Média 0,52 A 0,54 A 0,38 A

Profundidade 0,07- 0,12 m EC1 0,10 b 0,09 b 0,08 b 0,09 b EC2 0,12 b 0,14 b 0,11 b 0,12 b EC3 0,28 a 0,26 a 0,26 a 0,27 a Média 0,17 A 0,16 A 0,15 A

Profundidade 0,20- 0,25 m EC1 0,10 c 0,20 b 0,11 b 0,14 b EC2 0,18 b 0,15 b 0,17 b 0,17 b EC3 0,29 a 0,31 a 0,28 a 0,29 a Média 0,19 A 0,22 A 0,19 A


O incremento no índice Cc do solo quando mais úmido devido ao fato de

que a água atua como lubrificante entre as partículas, reduzindo o atrito ao

deslocamento e rearranjamento das partículas do solo, deixando o solo mais

macio, alterando o estado de consistência do mesmo e tornando o mesmo mais

suscetível à compactação.

Os valores médios de índice Cc médio, em todos os Gsi estudados, nas

três profundidades, indicam que a maior susceptibilidade a compactação deste

solo ocorreu quando o Gsi foi entre 58 e 63% (Tabelas 9 e 10). Portanto, para

valores de Gsi maiores ou iguais aos da faixa anteriormente citada, deve-se evitar

trafegar com máquinas e implementos agrícolas pois o solo estará mais suscetível

à compactação.

52


saturação inicial de água para o LV

Quando o grau de saturação inicial de água do solo (Gsi) foi inferior a 45 %,

a σp parece ser pouco influenciada pela água do solo e pela densidade inicial do

solo (Dsi) (Tabela 11).

Tabela 11. Pressão de preconsolidação e índice de compressão por classes de

densidade e graus de saturação inicial de água para o Latossolo

Vermelho.Cruz Alta, RS, 2001.

Classes de graus de saturação inicial (%) Classes de

densidade < 15 15 – 3 0 30 – 45 45 – 60 60 - 75 > 75

Pressão de Preconsolidação < 1,15 --- 448 (10) 205 (23) 70 (3) 25 (12) 60 (7)

1,15 – 1,30 --- 451 (2) 537 (21) 311 (19) 120 (3) 146 (19) 1,30 – 1,45 621 (2) 535 (1) 509 (17 378 (17) 339 (28) 269 (23) 1,45 – 1,60 --- --- 520 (7) 479 (8) 374 (9) 345 (9)

> 1,60 --- --- --- 389 (1) --- 98 (1) Índice de Compressão

< 1,15 --- - 0,58 - 0,66 - 0,50 - 0,49 - 0,35 1,15 – 1,30 --- - 0,45 - 0,34 - 0,26 - 0,35 - 0,29 1,30 – 1,45 - 0,23 - 0,24 - 0,16 - 0,14 - 0,37 - 0,23 1,45 – 1,60 --- --- - 0,11 - 0,06 - 0,29 - 0,19

> 1,60 --- --- --- --- --- - 0,17 Dados obtidos a partir de amostras equilibradas nas tensões de 33 e 300 kPa, totalizando 242 ensaios de compressibilidade. Os valores entre parênteses representam o número de amostras que se enquadraram nas diferentes classes de Dsi ou Gsi.

Quando o solo apresentou Gsi > 45 %, a Dsi passou a ter maior associação

com a σp do que a própria condição inicial de água do solo. Para o índice Cc, de

maneira geral houve redução dos valores de Cc a medida que o solo se tornou

mais denso. Isto ocorre em função de que o solo após ter sofrido deformação,

torna-se mais resistente a novas deformações, ou, para que ocorra novas

deformações, maior deverá ser a pressão ou carga aplicada sobre o solo.

53

4.3.4 Pressão de preconsolidação no LVd

Nas três profundidades avaliadas, os valores médios de σp, a exemplo do

LV, também não apresentaram diferença significativa entre os estados de

compactação do solo (Tabela 12).

Tabela 12. Valores médios de pressão de pré-consolidação (kPa) de duas épocas

em um Latossolo Vermelho Distroférrico, sob três graus de saturação

inicial de água, estados de compactação e profundidades. Coronel

Barros, RS, 2001.

Graus de saturação inicial (%)* Estados de Compactação 93 68 65 Média

Profundidade 0,0- 0,05 m EC1 44 b 110 c 204 b 119 a EC2 52 b 270 a 315 a 212 a EC3 157 a 219 b 275 ab 217 a Média 84 B 200 AB 265 A

Profundidade 0,07- 0,12 m EC1 244 a 500 a 523 a 422 a EC2 152 a 308 b 528 a 329 a EC3 184 a 395 b 490 a 356 a Média 193 B 401 A 514 A

Profundidade 0,20- 0,25 m EC1 182 a 255 a 354 a 264 a EC2 92 b 150 b 265 b 169 a EC3 94 b 275 a 309 ab 226 a Média 123 B 227 AB 309 A

Médias de tratamento seguidas de mesma letra, minúscula na coluna e maiúscula na linha, para cada grau de saturação inicial de água, não diferem significativamente pelo teste t de student (P<0,05). * As tensões de 1, 33 e 300 kPa, correspondem aos graus de saturação inicial de água de 93, 68 e 65 %, respectivamente.

O valor médio geral da σp, na faixa de Gsi de 65-93 %, foi de 257 kPa e os

valores médios para as profundidades de 0,0-0,05, 0,07-0,12 e 0,20-0,25 m foram,

respectivamente, de 183, 369 e 220 kPa, onde a profundidade 0,07-0,12 m

apresentou valor superior em relação às demais profundidades. Verifica-se

54

também neste solo o efeito do acúmulo de tensões compactantes na camada de

0,07-0,12 m.

Houve incremento da σp à medida que o Gsi diminuiu e ocorreu aumento

nos valores de densidade do solo. A σp aumentou nas três camadas analisadas

quando o Gsi do solo passou de 93 para 68 %. A amplitude das variações foram

de 84-265 kPa, 193-514 kPa e 123-309 kPa, respectivamente, paras às

profundidades de 0-0,05, 0,07-0,12 e 0,2-0,25 m. Nas três profundidades

avaliadas essa variação foi significativa. Esse mesmo efeito ocorreu no LV, em

virtude de que o solo mais úmido (até certo limite) torna-se mais “macio” e sofre

maior deformação.

Nas amostras de solo que sofreram perda de água naturalmente dentro de

caixas de papelão perfuradas, os valores de σp não apresentaram diferença

significativa entre os estados de compactação do solo (Tabela 13).

Nesta condição de Gsi das amostras (27-41 %), o valor médio geral da σp

foi de 485 kPa e os valores médios para as profundidades de 0-0,05, 0,07-0,12 e

0,20-0,25 m foram, respectivamente, de 430, 580 e 445 kPa, onde a profundidade

0,07-0,12 m apresentou valor superior e significativo em relação às demais

profundidades. Isso confirma novamente que o acúmulo das tensões

compactantes se concentraram na profundidade de 0,07-0,12 m, embora com

estes Gsi mais baixos, a variação entre os valores médios tenham sido menores.

Ocorreu incremento da σp à medida que o solo sofreu redução no Gsi nas três

profundidades avaliadas, quando o Gsi passou de 40 para 27 %, com variação

significativa nas três camadas analisadas. As amplitudes das variações foram de

373-533, 449-644 e 372-600 kPa, respectivamente, paras às profundidades de

0,0-0,05, 0,07-0,12 e 0,20-0,25 m.

55

Tabela 13. Valores médios de pressão de pré-consolidação (kPa) em um

Latossolo Vermelho distroférrico, sob três graus de saturação inicial

de água, estados de compactação e profundidades. Cruz Alta, RS,

2001.


Profundidade 0,0- 0,05 m EC1 312 a 320 a 546 a 393 a EC2 470 a 429 a 481 a 460 a EC3 337 a 399 a 573 a 436 a Média 373 B 383 B 533 A

Profundidade 0,07- 0,12 m EC1 564 a 660 a 632 a 619 a EC2 419 a 632 a 652 a 568 a EC3 363 a 652 a 649 a 555 a Média 449 B 648 A 644 A

Profundidade 0,20- 0,25 m EC1 469 a 319 a 618 a 469 a EC2 277 a 397 a 571 a 415 a EC3 370 a 371 a 611 a 451 a Média 372 B 362 B 600 A


Os maiores valores de σp em todos os Gsi deste solo, nas três

profundidades, ocorreu quando o Gsi foi de 27 % (Tabelas 12 e 13).

Neste solo a análise dos valores médios de σp em todos os Gsi estudados,

nas três profundidades, indicou que quando o Gsi for inferior a 41 %, o solo

suportará as tensões impostas pelo tráfego de máquinas.

4.3.5 Índice de Compressão no LVd

Nas amostras equilibradas na câmara de Richards (faixa de Gsi de 65-93

%), das três profundidades avaliadas, os valores de Cc não apresentaram

diferença significativa entre os estados de compactação do solo (Tabela 14).

56


Latossolo Vermelho distroférrico, sob três graus de saturação inicial de

água, estados de compactação e profundidades. Coronel Barros, RS,

2001.


Profundidade 0,0- 0,05 m EC1 0,42 a 0,34 b 0,44 a 0,40 a EC2 0,34 b 0,49 a 0,47 a 0,43 a EC3 0,23 c 0,40 ab 0,41 a 0,35 a Média 0,33 A 0,41 A 0,44 A

Profundidade 0,07- 0,12 m EC1 0,22 a 0,28 a 0,29 b 0,26 a EC2 0,24 a 0,29 a 0,36 a 0,30 a EC3 0,25 a 0,34 a 0,33 ab 0,31 a Média 0,24 B 0,30 A 0,33 A

Profundidade 0,20- 0,25 m EC1 0,28 a 0,36 a 0,43 a 0,36 a EC2 0,30 a 0,35 a 0,47 a 0,37 a EC3 0,29 a 0,27 b 0,45 a 0,34 a Média 0,29 B 0,33 B 0,45 A


O valor médio geral do índice Cc nesta condição foi de 0,34 e os valores

médios das camadas de 0,0-0,05, 0,07-0,12 e 0,20-0,25 m foram,

respectivamente, de 0,39, 0,29 e 0,35, onde a profundidade de 0,07-0,12 m

apresentou valor inferior e significativo em relação às demais profundidades. Este

menor valor na camada de 0,07-0,12 em relação às demais camadas está

associado ás deformações já ocorridas, o que torna essa camada mais resistente

à novas deformações.

Houve um incremento do índice Cc à medida que o solo sofreu redução no

Gsi, onde o índice Cc aumentou nas três camadas analisadas quando o Gsi do

57

solo passou de 93 para 65 %. Na profundidade de 0,0-0,05 essa variação não foi

significativa.

Nas amostras de solo que sofreram perda de água naturalmente dentro de

caixas de papelão (faixa de Gsi de 27-41%), os valores do índice Cc não

apresentaram diferença significativa entre os estados de compactação do solo, à

exceção da profundidade de 0,0-0,05 m, onde o EC1 apresentou valor superior em

relação aos demais estados de compactação do solo (Tabela 15).

Tabela 15. Valores médios do índice de compressão em um Latossolo Vermelho

distroférrico, sob três graus de saturação inicial de água, estados de



Profundidade 0,0- 0,05 m EC1 0,44 a 0,54 a 0,50 a 0,49 a EC2 0,31 a 0,26 a 0,32 a 0,30 b EC3 0,27 a 0,22 b 0,37 a 0,29 b Média 0,34 A 0,34 A 0,40 A

Profundidade 0,07- 0,12 m EC1 0,13 a 0,09 a 0,08 a 0,10 a EC2 0,07 a 0,08 a 0,10 a 0,08 a EC3 0,08 a 0,10 a 0,15 a 0,11 a Média 0,09 A 0,09 A 0,11 A

Profundidade 0,20- 0,25 m EC1 0,19 a 0,12 a 0,20 a 0,17 a EC2 0,12 a 0,14 a 0,20 a 0,15 a EC3 0,21 a 0,18 a 0,16 a 0,18 a Média 0,17 A 0,15 A 0,19 A


Nesta faixa de Gsi, o valor médio geral do índice Cc foi de 0,21 e os valores

médios para as profundidades de 0,0-0,05, 0,07-0,12 e 0,20-0,25 m foram,

58

respectivamente, de 0,36, 0,10 e 0,17, onde a profundidade de 0,07-0,12 m

apresentou valor inferior e significativo em relação às demais profundidades. Esse

efeito de acúmulo das tensões compactantes na profundidade de 0,07-0,12 m

também foi verificado no LV.

Embora não se tenha verificado diferença significativa, nesta condição de

Gsi, houve um pequeno incremento do índice Cc à medida que o solo sofreu

redução no mesmo. Nas três profundidades essa variação não foi significativa.

Neste solo, a analise dos valores médios de índice Cc, em todos os Gsi

estudados, possibilita afirmar que a maior susceptibilidade a compactação deste

solo ocorreu quando o Gsi foi entre 65 e 68% (Tabelas 14 e 15).


saturação inicial de água para o LVd

Quando o grau de saturação inicial de água do solo (Gsi) foi inferior a 60 %,

a σp foi pouco influenciada pelo conteúdo de água e pela densidade inicial do

solo(Dsi). Quando o solo apresentou Gsi > 60 %, a Dsi passou a ter maior

influência que a própria condição de água do solo na determinação do valor da σp

(Tabela 16).

Para o índice Cc, de maneira geral ocorreu redução em seus valores a

medida que o solo se tornou mais denso e aumentou seus valores com

incremento de Gsi. Isto ocorre em função de que o solo após ter sofrido

deformação, torna-se mais resistente a novas deformações, ou, para que ocorra

nova deformação, maior deverá ser a pressão ou carga aplicada sobre o solo.

59

Tabela 16. Pressão de preconsolidação e índice de compressão por classes de

densidade e graus de saturação inicial de água para o Latossolo

Vermelho Distroférrico.Coronel Barros, Rs, 2001.

Classes de graus de saturação inicial (%) Classes de

densidade < 15 15 – 3 0 30 – 45 45 – 60 60 – 75 > 75

Pressão de Preconsolidação < 1,15 372 (3) 362 (10) 440 (1) 303 (2) --- 85 (7)

1,15 – 1,30 --- 452 (7) 405 (18) 259 (17) 186 (12) 83 (13) 1,30 – 1,45 --- 580 (5) 471 (13) 431 (7) 325 (34) 153 (33) 1,45 – 1,60 --- 632 (1) 642 (6) 615 (7) 528 (8) 362 (29)

> 1.60 --- --- --- --- --- 581 (2) Índice de Compressão

< 1,15 - 0,44 - 0,47 - 0,48 - 0,61 --- - 0,29 1,15 – 1,30 --- - 0,22 - 0,25 - 0,38 - 0,44 - 0,31 1,30 – 1,45 --- - 0,19 - 0,13 - 0,13 - 0,39 - 0,28 1,45 – 1,60 --- - 0,08 - 0,08 - 0,10 - 0,31 - 0,27

> 1.60 --- --- --- --- --- - 0,21 Dados obtidos a partir de amostras equilibradas nas tensões de 33 e 300 kPa, totalizando 234 ensaios de compressão. Os valores entre parênteses representam o número de amostras que se enquadraram nas diferentes classes de Dsi ou Gsi. 4.3.7 Estudo comparativo dos parâmetros de compressibilidade entre o LV e o LVd 4.3.7.1 Pressão de preconsolidação do solo

Nas profundidades de 0,0-0,05 e 0,07-0,12 m, o LVd apresenta maior valor

médio de σp que o LV e na profundidade de 0,20-0,25 m, apresentou menor valor

de σp, embora nas três profundidades não tenha ocorrido diferença significativa

entre o LV e LVd. As médias nas diferentes tensões de água, nos dois solos,

mostram que a medida que o solo vai secando, vai aumentado o valor da σp , nas

três camadas estudadas(Tabela 17).

60

Tabela 17. Valores médios de pressão de pré-consolidação (kPa) de duas épocas

entre os estados de compactação EC1, EC2 e EC3 em tensões de

água para os solos LV e LVd.

Tensões de água (kPa) 1 33 300

Solo

EC1 EC2 EC3 EC1 EC2 EC3 EC1 EC2 EC3

Média

Profundidade 0,0– 0,05 m LV 20 32 36 49 65 123 180 141 214 96 a

Média 29 C 79 B 178 A LVd 44 52 157 77 270 219 204 315 275 179 a

Média 84 B 189 AB 265 A Profundidade 0,07– 0,12 m

LV 290 178 143 360 305 352 426 328 501 320 a Média 204 B 339 AB 418 A LVd 244 152 184 500 308 395 523 528 490 369 a

Média 193 B 401 A 514 A Profundidade 0,20 – 0,25 m

LV 149 167 126 248 383 271 339 368 359 268 a Média 147 B 301 A 355 A LVd 182 92 94 255 150 275 354 265 309 220 a

Média 123 B 227 AB 309 A Médias de tratamento seguidas de mesma letra, minúscula na coluna e maiúscula na linha para cada tensão de água e profundidade, não diferem significativamente pelo teste t de student (P<0,05). Não incluiu-se os dados da época três pois nesta época as amostras não foram submetidas às mesmas tensões de água.

Os valores médios de σp no LV nas profundidades de 0,0-0,05, 0,07-0,12 e

0,20-0,25 m, foram, respectivamente de 96, 320 e 268 kPa. Para o LVd estes

valores foram, respectivamente, de 179, 369 e 220 kPa, o que demonstra que os

maiores valores encontrados na camada intermediária do solo, se devem ao

acúmulo de tensões impostas pelas máquinas agrícolas. Este comportamento

também foi observado por Carpenedo (1994), que encontrou maior resistência do

solo às pressões externas no maior estado de compactação. Segundo o Hartge &

Horn (1984), esse fenômeno pode ser atribuído a maior resistência nos pontos de

contato entre partículas unitárias, geralmente de mineral quartzo, e ao alto grau de

empacotamento entre das partículas devido sua alta densidade inicial.

61

A amplitude de variação média do σp no LV para as camadas de 0,0-0,05,

0,07-0,12 e 0,20-0,25 m, entre as tensões de água, foram de 29-178, 204-418 e

147-355 kPa, respectivamente, Para o LVd a amplitude de variação foram de 84-

265, 193-514 e 123-309 kPa, respectivamente. Estes resultados concordam com

os resultados encontrados por Kondo & Dias Junior (1999).

4.3.7.2 Índice de Compressão do solo

Na profundidade de 0,0-0,05 m, o LV apresenta maior valor de índice Cc

que o LVd e nas demais profundidades apresentou valores semelhantes

estatisticamente. As médias nas diferentes tensões de água, nos dois solos,

mostram que à medida que o solo vai secando, vai aumentado o valor do índice

Cc , nas três camadas estudadas. Estes resultados indicam que as forças

coesivas que se originam nestes solos, no sistema plantio direto (sem

revolvimento) e em baixos conteúdos de água, elevam sua resistência à

deformação, reduzindo o índice Cc. Com as partículas mais próximas entre si,

aumenta o número de pontos de contato com aumento do atrito ao deslocamento

e rearranjamento das partículas do solo, tornando o solo mais resistente à

deformação.

Os valores médios de índice Cc no LV nas profundidades de 0,0-0,05, 0,07-

0,12 e 0,20-0,25 m, foram, respectivamente, de 0,54, 0,27 e 0,36. Para o LVd

estes valores foram, respectivamente, de 0,39, 0,29 e 0,36, o que demonstra que

os menores valores encontrados na camada intermediária do solo (0,07-0,12 m),

se devem às deformações já sofridas por estes solos. A amplitude de variação

média do índice Cc do LV para as camadas de 0,0-0,05, 0,07-0,12 e 0,2-0,25 m,

entre as tensões de água, foram, respectivamente, de 0,44-0,61, 0,23-0,31 e 0,29-

0,39, Para o LVd a amplitude de variação foram, respectivamente, de 0,33-0,44,

0,23-0,33 e 0,29-0,45 (Tabela 18).

62

Tabela 18. Valores médios de índice de compressão de duas épocas entre os

estados de compactação EC1, EC2 e EC3, tensões de água do solo e

solos LV e LVd.

Tensões de água (kPa)* 1 33 300

Solo

EC1 EC2 EC3 EC1 EC2 EC3 EC1 EC2 EC3

Média

Profundidade 0,0 – 0,05 m LV 0,48 0,39 0,46 0,62 0,44 0,65 0,59 0,59 0,66 0,54 a

Média 0.44 B 0.57 AB 0.61 A LVd 0,42 0,34 0,23 0,34 0,49 0,40 0,44 0,48 0,41 0,39 b

Média 0,33 A 0,41 A 0,44 A Profundidade 0,07– 0,12 m

LV 0,18 0,22 0,29 0,21 0,27 0,30 0,22 0,28 0,45 0,27 a Média 0.23 A 0.26 A 0.31 A LVd 0,21 0,23 0,25 0,27 0,29 0,34 0,29 0,36 0,33 0,29 a

Média 0.23 B 0.30 A 0.33 A Profundidade 0,20 – 0,25 m

LV 0,26 0,30 0,32 0,30 0,45 0,44 0,33 0,41 0,42 0,36 a Média 0.29 B 0.40 A 0.39 A LVd 0,28 0,30 0,29 0,36 0,35 0,27 0,43 0,47 0,45 0,36 a

Média 0.29 B 0.33 B 0.45 A Médias de tratamento seguidas de mesma letra, minúscula na coluna e maiúscula na linha para cada tensão de água e profundidade, não diferem significativamente pelo teste t de student (P<0,05). Não incluiu-se os dados da época três pois nesta época as amostras não foram submetidas às mesmas tensões de água. * As tensões de 1, 33 e 300 kPa, correspondem aos graus de saturação inicial de água de 91, 63 e 58 % para o LV e respectivamente de 93, 68 e 65 % para o LVd.

Estes resultados concordam com os resultados encontrados por Silva et al.

(2000) e Imhoff (2002), onde o índice de compressão foi relacionado

negativamente com a densidade do solo.

Verifica-se também que os maiores valores do índice Cc em todos os Gsi

estudados, nas três profundidades, ocorreu quando o Gsi foi de 58% para o LV e

65 % para o LVd. Estes resultados são semelhantes aos encontrados por Silva et

al. (2000), que em um Latossolo Vermelho-Escuro, encontraram maior

suscetibilidade à compactação quando o grau de saturação ficou próximo de 70%,

para densidade inicial maior que 1,45 Mg m-3 e, quando os níveis de densidade

63

inicial foi menor que 1,30 Mg m-3, a maior suscetibilidade à compactação ocorreu

quando o grau de saturação ficou próximo de 50%.

4.3.8 Parâmetros de cisalhamento do solo influenciados pelo estado inicial de compactação e grau de saturação de água

Serão discutidos a coesão e o ângulo de atrito interno, que serão

denominados doravante de C e Φ, respectivamente.

4.3.8.1 Coesão no LV (C)

Ocorreu diferença significativa nos valores médios de C entre os estados de

compactação nas profundidades de 0,07-0,12 m, onde o EC1 apresentou valor

superior aos demais estados de compactação, e na profundidade 0,2-0,25 m, o

EC1 apresentou valor superior ao EC2 e semelhante ao EC3, (Tabela 19).

Na profundidade 0,0-0,05 m não ocorreu diferença entre os estados de

compactação nos valores de C, possivelmente pela mobilização freqüente que

esta camada sofre pela ação dos mecanismos sulcadores das semeadoras a cada

safra.

Apenas na profundidade 0,07-0,12 m, a diferença entre os valores de C foi

significativa, quando o Gsi do solo reduziu de 63 para 58 %. A medida que o solo

vai secando, vai aumentando a C entre as partículas por ficarem mais próximas

uma da outra e os filmes de água entre partículas com maior tensão.

Ocorreu relação direta entre a densidade do solo e a C, onde os valores

médios de densidade nas profundidades de 0,0-0,05, 0,07-0,12 e 0,2-0,25 m

foram respectivamente de 1,11, 1,51 e 1,40 Mg m-3, e os valores médios de

coesão para as mesmas profundidades foram respectivamente de 27, 61 e 49

kPa, evidenciando que a medida que o solo ficou mais denso, maiores foram os

valores de C entre as partículas do solo.

64

Tabela 19. Valores médios de coesão (kPa), em um Latossolo Vermelho, sob dois

graus de saturação inicial de água, três estados de compactação e

profundidades. Cruz Alta, RS, 2001.

Graus de saturação inicial (%) Estados de Compactação 63 58 Média

Profundidade 0,0- 0,05 m EC1 19 b 27 a 23 a EC2 29 a 30 a 29 a EC3 24 ab 36 a 30 a

Média 24 A 31 A Profundidade 0,07- 0,12 m

EC1 65 a 78 a 71 a EC2 49 a 69 ab 59 b EC3 42 a 66 b 54 b

Média 52 B 71 A Profundidade 0,20- 0,25 m

EC1 50 a 57 b 53 a EC2 43 a 45 c 44 b EC3 37 a 63 a 50 ab

Média 43 A 55 A Médias de tratamento seguidas de mesma letra, minúscula na coluna e maiúscula na linha, para cada grau de saturação inicial de água, não diferem significativamente pelo teste t de student (P<0,05).

O valor geral médio da C deste solo foi de 46 kPa. Os valores médios de

densidade e C da profundidade 0,0-0,05 m foram significativamente inferiores às

demais profundidades. Não houve diferença significativa entre os valores médios

de densidade do solo, quando o Gsi do solo reduziu de 63 para 58 % (Tabela 5),

indicando que a diferença de C com a redução do grau de saturação está

principalmente associada à água do solo. O incremento de C com a redução do

Gsi foi tanto maior quanto maior o valor da Dsi, com maior variação na

profundidade de 0,07-0,12 m.

65

4.3.8.2 Ângulo de atrito interno no LV (Φ)

Não ocorreu diferença estatística significativa entre os valores de Φ entre os

estados de compactação do solo e entre os graus de saturação inicial de água do

solo, nas três profundidades avaliadas, à exceção da profundidade de 0,07-0,12

m, no Gsi de 58 %, onde EC2 apresentou valor significativamente inferior ao EC1.

Essa diferença pode ter ocorrido em virtude de se tratar de dados médios de Φ.

Também não ocorreu diferença significativa entre as profundidades avaliadas

(Tabela 20).

Tabela 20. Valores médios de ângulo de atrito, em um Latossolo Vermelho, sob

dois graus de saturação inicial de água, três estados de compactação

e profundidades. Cruz Alta, RS, 2001.

Graus de saturação inicial (%) Estados de Compactação 63 58 Média

Profundidade 0,0- 0,05 m EC1 28 a 28 a 28 a EC2 23 a 29 a 26 a EC3 25 a 25 a 25 a


EC1 29 a 32 a 30 a EC2 29 a 27 b 28 a EC3 27 a 28 ab 27 a


EC1 25 a 30 a 27 a EC2 28 a 32 a 30 a EC3 30 a 29 a 29 a

Média 28 A 30 A Médias de tratamento seguidas de mesma letra, minúscula na coluna e maiúscula na linha, para cada grau de saturação inicial de água, não diferem significativamente pelo teste t de student (P<0,05).

Os valores médios de Φ para as profundidades de 0-0,05, 0,07-0,12 e 0,2-

0,25m foram respectivamente de 26, 28 e 29, sendo a média geral de 280.

Verifica-se também que o Φ não variou com a densidade ou com a água do solo,

66

sendo uma característica mais permanente do solo (Tabela 20). Os valores

encontrados na literatura (Soane & Ouwerkerk, 1994) mostram que esse

parâmetro é de baixa variabilidade e mudam mais com grandes modificações de

água e/ou textura do solo.

4.3.8.3 Coesão no LVd

Não ocorreu diferença significativa entre os valores médios de C entre os

estados de compactação nas três profundidades avaliadas (Tabela 21).

Tabela 21. Valores médios de coesão (kPa) de um Latossolo Vermelho

distroférrico, sob dois graus de saturação, três estados de


Grau de saturação inicial (%) Estados de Compactação 68 65 Média

Profundidade 0,0- 0,05 m EC1 35 a 32 a 33 a EC2 26 a 42 a 34 a EC3 37 a 41 a 39 a





Média 36 B 45 A Médias de tratamento seguidas de mesma letra, minúscula na coluna e maiúscula na linha, para cada grau de saturação inicial de água, não diferem significativamente pelo teste t de student (P<0,05).

Entre as profundidades ocorreu diferença significativa, onde a profundidade

de 0,07-0,12 m apresentou valor médio superior às demais profundidades. Isso

67

evidencia que essa camada do solo sofreu maior deformação em função do

acúmulo de tensão compactante imposta pelas máquinas e implementos

agrícolas. Essa maior deformação pode ser constatada pelo valor médio superior

de densidade nesta camada em relação às demais profundidades (Tabela 5).

Não houve diferença significativa entre os valores médios de C quando o

grau de saturação inicial de água do solo variou de 68 para 65 %, exceto na

profundidade de 0,2-0,25m.

Ocorreu relação direta entre a densidade do solo e a C, onde os valores

médios de densidade nas profundidades de 0-0,05, 0,07-0,12 e 0,2-0,25 m foram

respectivamente de 1,28, 1,50 e 1,36 Mg m-3 e os valores médios de C para as

mesmas profundidade foram respectivamente de 35, 56 e 40 kPa, evidenciando

que a medida que o solo ficou mais denso, maiores foram os valores de C entre as

partículas do solo. O valor médio geral da C deste solo foi de 44 kPa (Tabela 21).

4.3.8.4 Ângulo de atrito interno no LVd

Não ocorreu diferença estatística significativa do Φ entre os estados de

compactação do solo e entre os graus de saturação inicial de água do solo, nas

três profundidades avaliadas (Tabela 22).

Também não ocorreu diferença significativa entre as profundidades

avaliadas. Os valores médios para as profundidades de 0-0,05, 0,07-0,12 e 0,2-

0,25m foram respectivamente de 26, 27 e 25, sendo a média geral de 26. Verifica-

se também que o Φ não variou com a densidade ou com a água do solo, sendo

uma característica mais permanente do solo.

68

Tabela 22. Valores médios de ângulo de atrito, de em um Latossolo Vermelho

distroférrico, sob dois graus de saturação inicial de água, três estados

de compactação e profundidades. Coronel Barros, RS, 2001.

Grau de saturação inicial (%) Estados de Compactação 68 65 Média

Profundidade 0,0- 0,05 m EC1 25 ab 28 a 26 a EC2 28 a 26 a 27 a EC3 23 b 28 a 25 a





Média 24 A 27 A Médias de tratamento seguidas de mesma letra, minúscula na coluna e maiúscula na linha, para cada grau de saturação inicial de água, não diferem significativamente pelo teste t de student (P<0,05). 4.4.6 Estudo comparativo dos parâmetros de cisalhamento entre o LV e o LVd 4.4.6.1 Coesão do solo

Nas profundidades de 0,07-0,12 e 0,20-0,25 m o LV apresentou maior valor

de C que o LVd e na profundidade de 0,0-0,05 m apresentou menor valor (Tabela

23).

69

Tabela 23. Valores médios de coesão (kPa) para os estados de compactação

EC1, EC2 e EC3 em duas tensões de água para os solos Latossolo

Vermelho e Latossolo Vermelho distroférrico.

Tensões de água (kPa) 33 300

Solo

EC1 EC2 EC3 EC1 EC2 EC3

Média

Profundidade 0,0 - 0,05 m LV 19 29 25 27 30 36 28 Média 24 31 LVd 35 26 37 29 42 41 35 Média 33 37 Profundidade 0,07- 0,12 m LV 65 49 42 79 69 66 62 Média 52 71 LVd 54 37 57 62 65 60 56 Média 49 62 Profundidade 0,20 – 0,25 m LV 50 43 37 57 42 63 49 Média 43 54 LVd 35 35 38 39 50 47 40 Média 36 45

Os valores médios de C nas duas tensões e nos dois solos, mostram que a

medida que o solo foi secando, foi aumentado o valor da C, nas três camadas

estudadas.

Os valores médios de C no LV nas profundidades de 0-0,05, 0,07-0,12 e

0,2-0,25 m foram, respectivamente, de 28, 62 e 49 kPa. Para o LVd estes valores

foram, respectivamente, de 35, 56 e 40 kPa. Os maiores valores foram

encontrados na camada intermediário do solo, devido ao maior estado de

compactação causado pelo acúmulo de tensões impostas pelos pneumáticos de

máquinas agrícolas. A amplitude de variação média da C entre as tensões de

água no LV e LVd para as camadas de 0-0,05, 0,07-0,12 e 0,2-0,25 m, foram,

respectivamente, de 24-31, 52-71, 43-54 e de 33-37, 49-62 e 36-45 kPa.

70

Estes resultados concordam com Voorhees et al.,(1978) e Azevedo (1999),

que afirmam haver maior resistência ao cisalhamento com maior intensidade de

compactação. Como a resistência ao cisalhamento é função direta da coesão do

solo, maiores valores de coesão em solos com maior estado de compactação, fará

com que a resistência do solo seja maior.

4.4.6.2 Ângulo de atrito interno do solo

Nas três profundidades avaliadas, os valores de Φ foram semelhantes para

ambos os solos, LV e LVd (Tabela 24).

Tabela 24. Valores médios de ângulo de atrito interno para os estados de

compactação EC1, EC2 e EC3, em duas tensões para os solos

Latossolo Vermelho e Latossolo Vermelho distroférrico.

Tensões de água (kPa) 33 300

Solo

EC1 EC2 EC3 EC1 EC2 EC3

Média

Profundidade 0,0 – 0,05 m LV 28 23 25 28 29 25 26 Média 25 27 LVd 25 28 23 28 26 28 26 Média 25 27 Profundidade 0,07- 0,12 m LV 29 29 27 32 27 28 29 Média 28 29 LVd 23 28 24 29 28 29 27 Média 25 29 Profundidade 0,20 - 0,25 m LV 23 23 29 30 32 29 28 Média 25 30 LVd 23 22 26 28 26 27 25 Média 24 27

71

Os valores médios do Φ nas duas tensões, nos dois solos, mostram que a

medida que o solo foi secando, foi aumentado o valor do Φ do solo, nas três

camadas estudadas, embora não seja estatisticamente significativo.

Os valores médios do Φ no LV nas profundidades de 0-0,05, 0,07-0,12 e

0,2-0,25 m foram, respectivamente, de 26, 29 e 28. Para o LVd estes valores

foram, respectivamente, de 26, 27 e 25. Nos dois solos, os maiores valores

encontrados ocorreram na camada intermediária, possivelmente em função do

acúmulo das tensões impostas pelos pneumáticos.

A amplitude de variação média do Φ no LV e no LVd para as camadas de 0-

0,05, 0,07-0,12 e 0,2-0,25 m e tensões, foram, respectivamente, de 25-27, 28-29,

25-30 e 25-27, 25-29, 24-27.

Este resultados concordam com Soane & Ouwerkerk (1994), onde citam

que o Φ não é alterado pelo sistema de manejo que um solo é submetido ou pela

variação da densidade do solo.

4.4.7 Correlações

Inicialmente realizou-se correlações gerais envolvendo os dados

observados nas seis tensões de água para os parâmetros de compressibilidade e

duas tensões para os parâmetros de cisalhamento (anexos 1, 2 e 3). Optou-se em

realizar as correções por classes de Gsi (< 30 %, 30-60% e > 60%), para se

estudar a importância individual dos atributos densidade inicial do solo (Dsi), grau

de saturação inicial de água (Gsi), coesão do solo (C) e conteúdo de argila (Arg),

visando definir qual(ais) atributo(s) que mais influenciou(ram) na definição do(s)

valor(es) da pressão de preconsolidação (σp), índice de compressão(Cc), Coesão

(C) e ângulo de atrito interno (Φ), em cada classe de Gsi.

72

4.4.7.1 Parâmetros de compressibilidade e cisalhamento do LV e LVd Nas três classes de grau de saturação inicial (Gsi) de água do LV, a Dsi foi

o atributo que apresentou maior correlação com os parâmetros de

compressibilidade do solo (σp e Cc) (Tabela 25).

Tabela 25. Valores de “r” de correlações entre parâmetros de compressibilidade

(σp e Cc) e cisalhamento (C e Φ) no Latossolo Vermelho, em três

classes de graus de saturação inicial de água (Gsi). Cruz Alta, RS,

2001.

Parâmetro σp Cc C Φ Gsi < 30 %

Dsi 0.4703ns 0.8824** 0.9182 ns 0.4599 ns Gsi -0.0625 ns -0.5780 ns -0.8801 ns -0.5357 ns Coe 0.1385 ns -0.4958 ns 1 Nd Arg 0.9712 ns 0.6229 ns 0.3705 ns 0.9527 ns

Gsi 30 – 60 % Dsi 0.5409** 0.8614** 0.7020** 0.3727** Gsi -0.2137 ns 0.0959 ns -0.6021** -0.3224 ns Coe 0.5074** 0.4694 ns 1 Nd Arg 0.7309** 0.4583** 0.4983** 0.2599 ns

Gsi > 60 % Dsi 0.5388** 0.8311** 0.4764** 0.3868** Gsi -0.3414** 0.4702** -0.2852 ns -0.3031 ns Coe -0.1403 ns 0.2488 ns 1 Nd Arg -0.2267 ns -0.3698** -0.1087 ns -0.0326 ns

**Correlação significativa a 1 % de probabilidade. ns Correlação não significativa a 1 % de probabilidade. Nd Não determinado. As correlações para os parâmetros de compressibilidade foram realizadas em amostras equilibradas em 6 tensões, totalizando 477 ensaios. Para os parâmetros de cisalhamento, foram realizadas em amostras equilibradas nas tensões de 33 e 300 kPa, totalizando 207 ensaios.

Para os parâmetros de cisalhamento, C e Φ, a Dsi apresentou maior

correlação que o Gsi, à exceção da classe de Gsi< 30%, onde para o Φ, o Gsi

apresentou maior correlação que a Dsi, embora essa maior correlação não tenha

sido significativa. Isso demonstra que o estado inicial de compactação, de maneira

73

geral, influiu mais que o conteúdo de água do solo no comportamento

compressivo desse solo.

Nas classes de Gsi < 30 % e 30-60 % do LVd, a Dsi apresentou maior

correlação com os parâmetros de compressibilidade que o Gsi (Tabela 26). Na

classe de Gsi > 60 % o atributo Gsi apresentou maior correlação com os

parâmetros de compressibilidade e cisalhamento do solo.

Tabela 26. Valores de “r” de correlações para parâmetros de compressibilidade(σp

e Cc) e cisalhamento(C e Φ) no Latossolo Vermelho distroférrico, em

três classes de graus de saturação inicial de água(Gsi).Coronel

Barros, RS, 2001.


Dsi 0.4771 ns 0.9036** 0.4010 ns -0.0463 ns Gsi 0.1990 ns 0.3847 ns -0.3902 ns 0.0847 ns Coe -0.1717 ns 0.8884 ns 1 Nd Arg 0.9906** -0.0862 ns -0.0995 ns -0.7010 ns

Gsi 30 - 60 % Dsi 0.6328** 0.7808** 0.2782 ns -0.3325 ns Gsi -0.3741** -0.3149** -0.2943 ns 0.3876 ns Coe -0.0326 ns -0.1480 ns 1 Nd Arg 0.3751 ns 0.8489** -0.1186 ns -0.0070 ns

Gsi > 60 % Dsi 0.2547** -0.3991** 0.5389** 0.0030 ns Gsi -0.3632** 0.5597** -0.4842** 0.0386 ns Coe 0.3071** 0.1652 ns 1 Nd Arg 0.0345 ns -0.2967** 0.1318 ns -0.1375 ns

**Correlação significativa a 1 % de probabilidade. ns Correlação não significativa a 1 % de probabilidade. Nd Não determinado. As correlações para os parâmetros de compressibilidade(σp e Cc) foram realizadas em amostras equilibradas em 6 tensões, totalizando 477 ensaios. Para os parâmetros de cisalhamento(C e Φ), foram realizadas em amostras equilibradas nas tensões de 33 e 300 kPa, totalizando 207 ensaios.

A correlação com os dados dos dois Latossolos, indicou que nas classes de

Gsi < 30 % e 30-60 %, a Dsi apresentou maior correlação com os parâmetros de

74

compressibilidade que o Gsi. Na classe de Gsi > 60 % o atributo Gsi apresentou

maior correlação com estes parâmetros.

Com relação aos parâmetros de cisalhamento, na classe de Gsi < 30 %, o

Gsi apresentou maior correção que a Dsi, e nas demais classes ocorreu uma

inversão, onde a Dsi teve maior correlação que o Gsi. Assim, podemos afirmar

que de maneira geral que, para estes Latossolos, o estado inicial de compactação,

influi mais no comportamento compressivo que a água do solo, principalmente

quando o solo está com Gsi < 60 % (Tabela 27).

Tabela 27 Correlações ( r ) para parâmetros de compressibilidade(σp e Cc) e

cisalhamento(C e Φ) para os dados conjuntos do LV e LVd, em três

classes de graus de saturação inicial de água (Gsi).


Dsi 0.4526** 0.8622** 0.7403 ns 0.2843 ns Gsi 0.0906 ns -0.0739 ns -0.6189 ns -0.4500 ns Coe -0.1818 ns 0.0930 ns 1 Nd Arg 0.5452 ns 0.4579 ns 0.2314 ns 0.3573 ns

Gsi 30 - 60 % Dsi 0.5666** 0.8391** 0.5892** 0.2663 ns Gsi -0.2688** -0.0486 ns -0.4965** -0.2394 ns Coe 0.4287** 0.3589** 1 Nd Arg 0.6793** 0.5636** 0.3907* 0.1389 ns

Gsi > 60 % Dsi 0.3473** 0.0209 ns 0.5595** 0.1879 ns Gsi -0.3554** 0.5194** -0.4567** -0.1635 ns Coe 0.1214 ns 0.0029 ns 1 Nd Arg 0.0792 ns -0.3334** -0.0753 ns -0.1685 ns

**Correlação significativa a 1 % de probabilidade. ns Correlação não significativa a 1 % de probabilidade. Nd Não determinado. As correlações para os parâmetros de compressibilidade(σp e Cc) foram realizadas em amostras equilibradas em 6 tensões, totalizando 477 ensaios. Para os parâmetros de cisalhamento(C e Φ), foram realizadas em amostras equilibradas nas tensões de 33 e 300 kPa, totalizando 207 ensaios.

Esse comportamento pode se explicado pela maior coesão entre as

partículas do solo, quando este se encontra com menor Gsi, que resulta em maior

75

resistência. Estes resultados concordam com Azevedo(1999), que afirma que

solos que sofreram compactação inicial, apresentam maior resistência ao

cisalhamento.

4.4.8 Regressões - Compressibilidade Para se estabelecer o coeficiente de determinação, bem como as equações

de predição dos parâmetros de compressibilidade, se realizou regressões

envolvendo os atributos densidade inicial do solo (Dsi) e o grau de saturação de

água inicial (Gsi) dos Latossolos.

Não incluiu-se o parâmetro coesão nessas regressões, pois este atributo

apresentou pequena contribuição na definição da σp e do Cc, possivelmente em

função de que para os ensaios de cisalhamento as amostras foram equilibradas

em duas tensões de água somente, 33 e 300 kPa (anexos 4, 5 e 6).

A Dsi do solo LV foi responsável por 22, 29 e 29 % e o Gsi por 7, 19 e 13

%, da variação da σp, respectivamente, nas classes de Gsi <30 %, 30-60% e

>60% (Tabela 28).

Nestas três classes, a Dsi apresentou maior contribuição ao percentual de

determinação da σp que o Gsi. Esse mesmo efeito ocorreu para o índice Cc do

solo, onde a Dsi foi responsável por 78, 74 e 69 % e o Gsi por 0, 5 e 8 %, da

variação da σp, respectivamente, nas classes de Gsi <30 %, 30-60% e >60%.

76


parâmetros de compressibilidade (σp e Cc) no Latossolo Vermelho,

em três classes de graus de saturação inicial de água (Gsi). Cruz

Alta, RS, 2001.

Atributos R2

Gsi < 30 % Dsi 0,22 Dsi + Gsi 0,29 σp = - 547,96 + 744,67(Dsi) + 7,58 (Gsi) Dsi 0,78 Cc = - 1,72 + 1,08(Dsi)

Gsi 30 – 60 % Dsi 0,29 Dsi + Gsi 0,48 σp = - 164,62+852,53(Dsi)- 11,83(Gsi) Dsi 0,74 Dsi + Gsi 0,79 Cc = - 1,63 + 1,23(Dsi) – 0,007(Gsi)

Gsi > 60 % Dsi 0,29 Dsi + Gsi 0,52 σp = - 56,22 + 561,3(Dsi)- 6,0(Gsi) Dsi 0,69 Dsi + Gsi 0,77 Cc = - 1,08 + 0,42(Dsi) + 0,002(Gsi) As regressões foram realizadas com dados obtidos em amostras equilibradas em 6 tensões,

totalizando 477 ensaios.

A Dsi do solo LVd foi responsável por 23, 40 e 13 % e o Gsi por 0, 14 e 6

%, da variação da σp, respectivamente, nas classes de Gsi <30 %, 30-60% e

>60% (Tabela 29).

Nestas três classes, a Dsi apresentou maior contribuição percentual de

determinação da σp que o Gsi. Esse mesmo efeito ocorreu para o índice Cc do

solo nas classes de Gsi <30 %, 30-60%, onde a Dsi foi responsável por 82 e 61 %

e o Gsi por 0 e 10 % da variação da σp. Na classe de Gsi >60%, o Gsi foi

responsável por 31 % da variação do índice Cc e a Dsi foi responsável por 14 %.

77


parâmetros de compressibilidade (σp e Cc) no Latossolo Vermelho

distroférrico, em três classes de graus de saturação inicial de água

(Gsi). Coronel Barros, RS, 2001.

Atributos R2

Gsi < 30 % Dsi 0,23 σp = - 351,19 + 670,76(Dsi) Dsi 0,82 Cc = - 1,60 + 1,08(Dsi)


Gsi > 60 % Gsi 0,13 Gsi + Dsi 0,19 σp = 419,36 + 177,29(Dsi)- 4,96(Gsi) Gsi 0,31 Gsi + Dsi 0,45 Cc = - 0,49 – 0,20(Dsi) + 0,005(Gsi) As regressões foram realizadas com dados obtidos em amostras equilibradas em 6 tensões,


Quando os dados dos dois Latossolos foram analisados conjuntamente,

novamente verificou-se que a Dsi do solo foi responsável pela maior contribuição

na definição do coeficiente de determinação com a σp, nas classes de Gsi <30 %

e 30-60% (Tabela 30).

Nestas classe de Gsi, a Dsi foi responsável por 20 e 32 % da variação da

σp, e de 74 e 70 % da variação do índice Cc, respectivamente. Na classe de Gsi

>60%, o Gsi foi responsável por 13 % da variação da σp e 27 % da variação do

índice Cc .

78


parâmetros de compressibilidade(Cc e σp) para os dados conjuntos

do LV e LVd, em três classes de graus de saturação inicial de

água(Gsi).

Atributos R2

Gsi < 30 % Dsi 0,20 σp = - 231,97 + 588,90(Dsi) Dsi 0,743 Dsi + Gsi 0,748 Cc = - 1,66 + 1,13(Dsi) – 0,002(Gsi)


Gsi > 60 % Gsi 0,126 Gsi + Dsi 0,266 σp = 257,55 + 291,9(Dsi)- 5,05(Gsi) Gsi 0,27 Cc = - 0,697 + 0,005(Dsi) As regressões foram realizadas com dados obtidos em amostras equilibradas em 6 tensões,


Isso confirma a afirmação realizada quando da análise dos dados de

correlação, que o estado inicial de compactação é mais importante no

comportamento compressivo que o grau de saturação em água do solo, quando o

Gsi se encontra abaixo de 60 %. Quando o Gsi é maior que 60% o conteúdo de

água explica melhor o comportamento compressivo destes Latossolos. Estes

resultados concordam parcialmente com os encontrados por Reinert(1990), que

encontrou maior relação entre a Dsi e a σp quando o Gsi foi menor que 45% e

quando o Gsi foi maior que 45 % o Gsi apresentou maior relação com a σp.

79

4.4.9 Regressões - Cisalhamento Para averiguar que atributo(s) físico(s) do solo apresentam maior

coeficiente de determinação pelas variações ocorridas nos parâmetros de

cisalhamento direto do solo (C e Φ), realizou-se regressões envolvendo a

densidade inicial (Dsi), conteúdo de argila(Arg) e grau de saturação inicial de

água(Gsi) dos solos. A Dsi do solo LV, foi responsável pelo maior coeficiente de determinação

das variações ocorridas, tanto na coesão (C), como no ângulo de atrito interno do

solo (Φ), nas três condições de Gsi, à exceção da classe de Gsi < 30 %, onde o

conteúdo de argila foi responsável pelo maior coeficiente de determinação das

variações ocorridas no Φ, (Tabela 31).


parâmetros de cisalhamento (C e Φ) no Latossolo Vermelho, em três

classes de graus de saturação inicial de água. Cruz Alta, RS, 2001.

Atributos R2

Gsi < 30 % Dsi 0,84 C = - 64.58 + 76.05(Dsi) Arg 0,91 Φ = - 36.72 + 1.22 (Arg)

Gsi 30 – 60 % Dsi 0,493 Dsi + Gsi 0.524 Dsi + Gsi + Arg 0,543 C = - 159,00 + 159,04(Dsi) + 161.97(Gsi) + 0.68(Arg) Dsi 0,14 Φ = 11.87 + 12.58(Dsi)

Gsi > 60 % Dsi 0,227 Dsi + Gsi 0.296 Dsi + Gsi + Arg 0.325 C = - 142.40 + 235.28(Dsi) + 173.30(Gsi) - 1.29(Arg) Dsi 0.15 Φ = 3.83+16.49(Dsi) As regressões foram realizadas com dados obtidos em amostras equilibradas nas tensões 33 e 300 kPa, totalizando 207 ensaios.

80

Verifica-se também que o coeficiente de determinação da Dsi foi reduzindo

a medida que o solo foi ficando mais úmido, onde, na classe de Gsi<30 %, a Dsi

foi responsável por 84 % das variações ocorridas na C e, na classe de Gsi>60 %,

a Dsi foi responsável por apenas 22 % das variações ocorridas na C.

A coesão do solo LVd na classe de saturação de Gsi<30%, não apresentou

relação com a Dsi, Gsi ou Arg com nível de significância maior que 0,50. Nesta

classe de Gsi, o conteúdo de argila do LVd, foi responsável por 49% das variações

ocorridas no Φ, e, quando o modelo incluiu a Dsi, este atributo foi responsável por

78 % das variações ocorridas no Φ ( Tabela 32).


parâmetros de cisalhamento (C e Φ) no Latossolo Vermelho

distroférrico, em três classes de graus de saturação inicial de água.

Coronel Barros, RS, 2001.

Atributos R2

Gsi < 30 % C = nenhuma variável entrou no modelo com nível de significância > 0,50

Arg 0.49 Arg + Dsi 0,78 Φ = 24.96 + 13.62(Dsi) - 0.30 (Arg)

Gsi 30 – 60 % Gsi 0.087 Gsi + Arg 0,140 C = 59,21 - 121,96(Gsi) - 0.85(Arg) Gsi 0.15 Gsi + Dsi 0,21 Φ = -17.99 + 67.84(Gsi) + 177.03(Dsi)

Gsi > 60 % Dsi 0,290 Dsi + Gsi 0.304 Dsi + Gsi + Arg 0.312 C = - 130.27 + 182.18(Dsi) + 144.29(Gsi) - 0.41(Arg) Arg 0.019 Φ = 34.12 – 0.13(Arg) As regressões foram realizadas com dados obtidos em amostras equilibradas nas tensões 33 e 300 kPa, totalizando 207 ensaios.

81

Na classe de Gsi de 30-60%, os atributos Gsi e Arg, foram responsáveis por

14% das variações ocorridas na C do solo. Os atributos Gsi e Dsi, foram

responsáveis por 21% das variações ocorridas no Φ do solo.

Na classe de Gsi>60%, o atributo Dsi foi responsável por 29% das

variações ocorridas na C do solo. A Arg foi responsável por 1,9% das variações

ocorridas no Φ do solo. A regressão com os dados conjuntos dos dois Latossolos, indicou que na

classe de saturação de Gsi<30% para a coesão do solo, a Dsi foi responsável pelo

maior percentual das variações ocorridas (55%),(Tabela 33). Nesta classe de Gsi,

O Gsi foi responsável por 20% das variações ocorridas no Φ, e quando o modelo

incluiu a Dsi, estes atributos foram responsáveis por 34 % das variações ocorridas

no Φ.

Na classe de Gsi de 30-60%, a Dsi foi responsável por 35% das variações

ocorridas na C e por 7% das variações ocorridas no Φ do solo.

Na classe de Gsi>60%, a Dsi foi responsável por 31% das variações

ocorridas na C e por 3,5% das variações ocorridas no Φ do solo.

Assim, vemos que o parâmetro de cisalhamento do solo que tem maior

influência no comportamento compressivo do solo, a coesão, nos três graus de

saturação de água foi mais influenciada pela Dsi do que pelo Gsi, para os dois

Latossolos estudados. Evidenciando que o estado de compactação influenciou

mais fortemente na resistência ao cisalhamento do que o grau de saturação em

água e por conseqüência no comportamento compressivo destes solos.

Estes resultados confirmam as afirmações de Caputo (1967), de que os

fatores que influenciam a resistência ao cisalhamento em solos coesivos são:

estado de adensamento do solo, fragilidade ou estabilidade da estrutura do solo,

condições de drenagem e velocidade de aplicação de cargas.

82


parâmetros de cisalhamento(C e Φ) para os dados conjuntos do LV e

LVd, em três classes de graus de saturação inicial de água.

Atributos R2

Gsi < 30 % Dsi 0,55 Dsi + Arg 0,68 Dsi + Arg + Gsi 0,74 C = - 78.94 + 139.72(Dsi) + 108.28(Gsi) - 0,65 (Arg) Gsi 0,20 Gsi + Dsi 0,34 Φ = 60.07 – 57.67(Dsi) – 154.44(Gsi)

Gsi 30 – 60 % Dsi 0,35 Dsi + Gsi 0.38 Dsi + Gsi + Arg 0,40 C = - 141,89 + 150,23(Dsi) + 159.88(Gsi) + 0.57(Arg) Dsi 0,07 Φ = 14.97 + 9.77(Dsi)

Gsi > 60 % Dsi 0,313 Dsi + Gsi 0,341 Dsi + Gsi + Arg 0,359 C = - 132.45 + 194.80(Dsi) + 144.85(Gsi) - 0,64(Arg) Dsi 0.035 Dsi + Arg 0.064 Dsi + Arg + Gsi 0.071 Φ = 21.08+15.12(Dsi)+ 12.60(Gsi) – 0.18(Arg) As regressões foram realizadas com dados obtidos em amostras equilibradas nas tensões 33 e 300 kPa, totalizando 207 ensaios. 4.5 Efeitos dos estados de compactação do solo sobre o rendimento das culturas do trigo, soja e milho 4.5.1 Cultura do trigo Com relação à produtividade da cultura do trigo para o LV, safra 1999,

verificou-se que o maior estado de compactação, EC1, proporcionou produtividade

que diferiu significativamente dos demais estados de compactação. Essa

83

diferença representou 18,35 % a menos de produção em relação ao menor estado

de compactação, EC3. No LVd, safra 2000, o maior estado de compactação

também proporcionou menor produtividade que diferiu dos demais estados de

compactação, onde essa diferença representou 34,05 % a menos de produção em

relação ao menor estado de compactação (Tabelas 34 e 35).

Estes resultados concordam com os resultados encontrados por McAfee et

al.(1989), que em solo de textura argilosa com resistência do solo variando entre

3,5 a 4,5 MPa, encontraram redução do rendimento de 30 % na cultura da aveia.


Vermelho, safra 1999, em três estados de compactação no município

de Cruz Alta, RS.

Tratamentos

Produtividade (Mg ha-1)

Produção relativa (%)

EC 1 1,87 b 81,65 EC 2 2,15 a 93,88 EC 3 2,29 a 100,00

Médias de tratamentos não seguidas pela mesma letra na coluna, diferem significativamente pelo teste t de student (P<0,05). Tabela 35. Produtividade e produção relativa da cultura do trigo em Latossolo

Vermelho Distroférrico, safra 2000, em três estados de compactação

no município de Coronel Barros, RS.

Tratamentos



EC 1 1,24 b 65,95 EC 2 1,65 a 87,76 EC 3 1,88 a 100,00

Médias de tratamentos não seguidas pela mesma letra na coluna, diferem significativamente pelo teste t de student (P<0,05). Isso demonstra que a cultura do trigo foi susceptível aos níveis de

compactação existentes nos dois locais, mostrando também uma tendência de

84

que quanto mais compactado estiver o solo, menores produtividades poderão ser

obtidas com essa cultura.

4.5.2 Cultura da soja Os estados de compactação do solo não foram suficientemente elevados

para promoverem decréscimos de produção da soja nos dois locais (Tabelas 36 e

37).

Tabela 36. Produtividade da cultura da soja no Latossolo Vermelho, safras

1999/2000 e 2000/2001, em três estados de compactação e em área

escarificada no município de Cruz Alta, RS.

Produtividade Mg há-1 Tratamentos 1999/2000 2000/2001

EC 1 1,77 a 3,80 a EC 2 1,72 a 3,53 a EC 3 1,82 a 3,23 a

Escarificado nd 2 3,54 a Médias de tratamentos seguidas pela mesma letra na coluna, não diferem significativamente pelo teste t de student (P<0,05). 2 Não determinado.

Tabela 37. Produtividade (Mg ha-1) e produção relativa (%) da cultura da soja no

Latossolo Vermelho distroférrico, safra 2000/2001, em três estados de

compactação e em área escarificada no município de Coronel Barros,

RS.

Tratamentos


Produção relativa ( % )

EC 1 2,69 a 85,13 EC 2 2,70 a 85,44 EC 3 3,16 a 100,00

Escarificado 3,15 a 99,68 Médias de tratamentos seguidas pela mesma letra na coluna, não diferem significativamente pelo teste t de student (P<0,05).

85

Isso evidencia que essa cultura é mais resistente aos diferentes estados de

compactação do solo, quando comparada à cultura do trigo. Possivelmente, a

cultura da soja compense essas limitações impostas pelo solo através de uma

maior ramificação da planta ou de um maior número de sementes por vagens. Isso

pode ser evidenciado quando observamos a produtividade obtida nos dois locais,

na safra agrícola 2000/2001, comparando os valores obtidos na área escarificada

e os valores obtidos no estado de compactação mais intenso, EC1.

4.5.3 Cultura do milho

Os estados de compactação no LV, safra 2000/2001, não proporcionaram

produtividades que diferissem significativamente entre si. Ocorreu diferença

significativa apenas entre a área escarificada e o EC2, onde esse estado

proporcionou produção menor em 16,71 % em relação a área escarificada

(Tabela 38).

Tabela 38. Produtividade e produção relativa da cultura do milho no Latossolo

Vermelho, safra 2000/2001, em três estados de compactação e em

área escarificada no município de Cruz Alta, RS.

Tratamentos



EC1 8,11 ab 90,92 EC2 7,43 bc 83,29 EC3 8,11 ab 90,92

Escarificado 8,92 a 100,00 Médias de tratamentos não seguidas pela mesma letra na coluna, diferem significativamente pelo teste t de student (P<0,05).

No LVd, safra 2000/2001, a parcela escarificada apresentou maior

produtividade de milho, cuja diferença foi significativa em relação aos estados de

compactação do solo. A produção de milho da área escarificada em relação aos

86

estados de compactação 1, 2 e 3, foi superior, respectivamente, em 38,4, 14,9 e

14,1 %, (Tabela 39).

Entre os estados de compactação também houve diferença significativa

entre os valores de produtividades obtidos, onde o estado de compactação menos

intenso, EC3, proporcionou produção relativa superior em 24,31 % em relação ao

estado de compactação mais intenso, EC1.

Estes resultados encontrados nos dois Latossolos concordam parcialmente

com os resultados encontrados por Adams & Wulfsohn (1997), que ao trabalhar

com solo franco siltoso e franco argiloso encontraram reduções nos rendimentos

de 13 % no trigo e 7,5 % no milho, quando a densidade do solo passou de 1,07

para 1,19 Mg m-3.

Tabela 39. Produtividade e produção relativa da cultura do milho em Latossolo

Vermelho distroférrico, safra 2000/2001, em três estados de

compactação e em área escarificada no município de Coronel Barros,

RS.

Tratamentos



EC1 4,46 c 61,60 EC2 6,16 b 85,08 EC3 6,22 b 85,91

Escarificado 7,24 a 100,00 Médias de tratamentos não seguidas pela mesma letra na coluna, diferem significativamente pelo teste t de student (P<0,05). Isso demonstra que a cultura do milho também foi susceptível aos estados

de compactação existentes nos dois locais, com mais intensidade no LVd, a

exemplo da cultura do trigo. Isso de certa forma comprova que as gramíneas, em

relação às leguminosas, foram mais suscetíveis aos problemas impostos ao solo

pelos estados de compactação existentes nos locais estudados.

5. CONCLUSÕES

1. Os maiores valores de densidade (Ds) e resistência do solo (Rs), em

ambos os Latossolos, ocorreram na profundidade de 0,07-0,12 m;

2. Os níveis de compactação proporcionaram aumentos de Ds, de Rs e de

C, que conferiram aos dois Latossolos incrementos da σp e redução do

índice Cc;

3. O Φ não variou com a Ds ou com a umidade do solo e mostrou ser mais

afetado pelo conteúdo de argila do solo;

4. Quando o grau de saturação inicial (Gsi) foi inferior a 60% a Ds

apresentou maior relação com a compressibilidade e, quando o Gsi foi

superior a 60 %, o grau de saturação em água explicou melhor o

comportamento compressivo nos dois Latossolos;

5. A maior susceptibilidade à compactação ocorreu quando o grau de

saturação em água foi de 58% para o LV e 65 % para o LVd;

6. A maior capacidade suporte ocorreu quando o grau de saturação em

água no início dos testes foi semelhante ou inferior a 40%, nos dois

Latossolos;

7. A cultura do trigo foi suscetível aos níveis de compactação existentes

onde o maior estado de compactação proporcionou produtividade 18,35

% e 34,05 % menor em relação ao menor estado de compactação,

respectivamente, no LV e LVd;

88

8. Os níveis de compactação do solo existentes nos dois Latossolos não

promoveram decréscimos de produção na cultura da soja;

9. Na cultura do milho, somente no LVd os níveis de compactação

existentes promoveram decréscimo de produção, onde o maior estado de

compactação proporcionou produtividade 24,3 % menor em relação ao

menor estado de compactação.

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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100

Anexo 1. Valores de “r” de correlações entre parâmetros de compressibilidade (σp e Cc) e cisalhamento (C e Φ) no Latossolo Vermelho, nas tensões de 33 e 300 kPa. Cruz Alta, RS, 2001.

Parâmetro Cc σp C Φ Dsi 0,7958 ** 0,2610 ** 0,7033 ** 0,2839 ** Gsi 0,2675 ** -0,4801 ** -0,5897 ** -0,2505 ** Coe 0,5556 ** 0,3505 ** 1 --- Arg 0,5466 ** 0,6117 ** 0,4525 ** 0,1617ns **Correlação significativa a 1 % de probabilidade. ns Correlação não significativa a 1 % de probabilidade A correlação entre os atributos de compressibilidade( Cc e σp) foi realizada com dados obtidos de amostras equilibradas em 6 tensões de água, totalizando 477 ensaios, já para os atributos de cisalhamento(C e Φ), foi realizada com dados obtidos de amostras equilibradas nas tensões de água de 33 e 300 kPa , totalizando 432 ensaios.

101

Anexo 2. Valores de “r” de correlações entre parâmetros de compressibilidade (σp e Cc) e cisalhamento (C e Φ) no Latossolo Vermelho distroférrico, nas tensões de 33 e 300 kPa. Coronel Barros, RS, 2001.

Parâmetro Cc σp C Φ Dsi 0,0136ns 0,1936 ** 0,5352 ** 0,0064 ns Gsi -0,0405 ns -0,5086 ** -0,2010 ** -0,1774 ns Coesão -0,1184 ns 0,3394 ** 1 --- Argila 0,0499 ns 0,1849 ns 0,2054 ns -0,0735 ns **Correlação significativa a 1 % de probabilidade. ns Correlação não significativa a 1 % de probabilidade A correlação entre os atributos de compressibilidade( Cc e σp) foi realizada com dados obtidos de amostras equilibradas em 6 tensões de água, totalizando 477 ensaios, já para os atributos de cisalhamento(C e Φ), foi realizada com dados obtidos de amostras equilibradas nas tensões de água de 33 e 300 kPa , totalizando 432 ensaios.

102

Anexo3. Valores de “r“ de correlações para parâmetros de compressibilidade (σp e Cc) e cisalhamento(C e Φ) para os dados conjuntos do LV e LVd, nas tensões de 33 e 300 kPa.

Cc σp C Φ Dsi 0,4364** 0,2280** 0,6364** 0,1821 ** Gsi 0,1345 ** -0,4917 ** -0,5519 ** -0,1703ns

Coesão 0,2801 ** 0,3319 ** 1 --- Argila 0,3649 ** 0,4294 ** 0,2681 ** -0,0429ns

**Correlação significativa a 1 % de probabilidade. ns Correlação não significativa a 1 % de probabilidade A correlação entre os atributos de compressibilidade( Cc e σp) foi realizada com dados obtidos de amostras equilibradas em 6 tensões de água, totalizando 477 ensaios, já para os atributos de cisalhamento(C e Φ), foi realizada com dados obtidos de amostras equilibradas nas tensões de água de 33 e 300 kPa , totalizando 432 ensaios.

103

Anexo 4. Valores de “R2” de regressões e equações de predições para parâmetros de compressibilidade (σp e Cc) no Latossolo Vermelho, em três classes de graus de saturação inicial de água (Gsi), obtidas com amostras equilibradas nas tensões de 33 e 300 kPa. Cruz Alta, RS, 2001.

Atributos R2

Gsi < 30 % Φ 0,69 Cc = - 1,24 + 0,02(Φ) Gsi 0,99 σp = 399,11– 8,39(Gsi)

Gsi 30 – 60 % Dsi 0,63 Dsi + Arg 0,67 Dsi + Arg + Gsi 0,71 Dsi + Arg + Gsi + Coe 0,74 Cc = - 1,24 + 0,82(Dsi) + 0,006(Gsi) + 0,001(Coe) - 0,011 (Arg) Dsi 0,586 Dsi + Arg 0,645 Dsi + Arg + Gsi 0,702 Dsi + Arg + Gsi + Φ 0,712 Dsi + Arg + Gsi + Φ + Coe 0,716 σp = -1058,72+ 702,57(Dsi)-5,99(Gsi)+0,68(Coe)+3,56(Φ)+11,50(Arg)

Gsi > 60 % Gsi 0,607 Gsi + Arg 0,716 Gsi + Arg + Dsi 0,759 Gsi + Arg + Dsi + Coe 0,764 Cc = - 0,68 + 0,29(Dsi) + 0,006(Gsi) + 0,0003 (Coe) - 0,008(Arg) Φ 0,046 Φ + Dsi 0,071 Φ + Dsi + Gsi 0,113 Φ + Dsi + Gsi + Coe 0,161 Φ + Dsi + Gsi + Coe + Arg 0,185 σp = - 726,16+766,89(Dsi)- 5,97(Gsi) - 1,16(Coe) + 2,93(Φ) + 5,93(Arg) As regressões foram realizadas com dados obtidos em amostras equilibradas nas tensões matriciais de água de 33 e 300 kPa, totalizando 207 ensaios.

104

Anexo 5. Valores de “R2” de regressões e equações de predições para parâmetros de compressibilidade (σp e Cc) no Latossolo Vermelho, em três classes de graus de saturação inicial de água (Gsi), obtidas com amostras equilibradas nas tensões de 33 e 300 kPa. Coronel Barros, RS, 2001.

Atributos R2

Gsi < 30 % Coe 0,79 Coe + Φ 0,89 Cc = - 0,83 + 0,01(Coe) + 0,01(Φ) Arg 0,981 Arg + Dsi 0,996 σp = - 75,11 - 148,72(Dsi) + 18,16 (Arg)

Gsi 30 – 60 % Dsi 0,801 Dsi + Arg 0,878 Dsi + Arg + Gsi 0,927 Dsi + Arg + Gsi + Φ 0,932 Cc = - 3,41 + 0,48(Dsi) + 0,01(Gsi) - 0,002(Φ) + 0,03 (Arg) Gsi 0,211 Gsi + Dsi 0,247 Gsi + Dsi + Arg 0,309 σp = 931,74+ 696,5(Dsi)-11,38(Gsi)-17,43(Arg)

Gsi > 60 % Gsi 0,431 Gsi + Arg 0,621 Gsi + Arg + Dsi 0,652 Gsi + Arg + Dsi + Coe 0,661 Cc = - 0,33 – 0,24(Dsi) + 0,01(Gsi) - 0,0007 (Coe) - 0,012(Arg) Dsi 0,506 Dsi + Φ 0,546 Dsi + Φ + Gsi 0,570 Dsi + Φ + Gsi + Coe 0,575 σp = - 1459,23 + 1304,88(Dsi)- 3,51(Gsi) +0,53(Coe) + 6,88(Φ) As regressões foram realizadas com dados obtidos em amostras equilibradas nas tensões matriciais de água de 33 e 300 kPa, totalizando 207 ensaios.

105

Anexo 6. Valores de “R2” de regressões e equações de predições para parâmetros de compressibilidade (σp e Cc), para os dados conjuntos do LV e LVd, em três classes de graus de saturação inicial de água (Gsi), obtidas com amostras equilibradas nas tensões de 33 e 300 kPa.

Atributos R2

Gsi < 30 % Dsi 0,36 Dsi + Gsi 0,54 Dsi + Gsi + Φ 0,65 Dsi + Gsi + Φ + Coe 0,90 Cc = - 0,87 + 2,16(Dsi) – 0,03(Gsi) - 0,02 (Coe) - 0,03(Φ) Gsi 0,34 Gsi + Φ 0,58 Gsi + Φ + Arg 0,68 Gsi + Φ + Arg + Dsi 0,76 σp = - 448,19 - 418,56(Dsi) + 9,03(Gsi) + 8,05(Φ) + 12,25(Arg)

Gsi 30 – 60 % Dsi 0,656 Dsi + Arg 0,660 Cc = - 1,60 + 1,01(Dsi) – 0,003(Arg) Dsi 0,52 Dsi + Arg 0,56 Dsi + Arg + Gsi 0,58 Dsi + Arg + Gsi + Coe 0,59 Dsi + Arg + Gsi + Coe + Φ 0,60 σp = - 861,02+ 594,15(Dsi) - 3,02(Gsi) + 1,27(Coe) + 2,83(Φ) + 7,5(Arg)

Gsi > 60 % Gsi 0,441 Gsi + Arg 0,617 Gsi + Arg + Dsi 0,629 Gsi + Arg + Dsi + Coe 0,631 Cc = - 0,33 – 0,15(Dsi) + 0,01(Gsi) - 0,0003 (Coe) - 0,011(Arg) Dsi 0,266 Dsi + Gsi 0,298 Dsi + Gsi + Arg 0,327 Dsi + Gsi + Arg + Φ 0,346 Dsi + Gsi + Arg + Φ + Coe 0,354 σp = - 1293,82+1119,22(Dsi)- 5,4(Gsi) - 0,63(Coe) + 3,9(Φ) + 5,58(Arg) As regressões foram realizadas com dados obtidos em amostras equilibradas nas tensões matriciais de água de 33 e 300 kPa, totalizando 207 ensaios.

estados de compactação de dois latossolos sob plantio direto e

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